시스템 분석에 대한 에너지 보존적 접근 방식

출처: 리카르도 메지아 알바레즈와 후삼 히크마트 자바, 기계 공학과, 미시간 주립 대학, 이스트 랜싱, MI

이 실험의 목적은 유동 시스템의 성능을 결정하기 위해 에너지 보존 방정식의 적용을 입증하는 것이다. 이를 위해, 안정적이고 비압축성 유동을 위한 에너지 방정식이 게이트 밸브가 있는 짧은 파이프에 적용됩니다. 게이트 밸브는 점차 닫히면 유량 조건에 미치는 영향이 특징입니다. 또한, 이러한 흐름 시스템과 흐름을 구동하는 팬 간의 상호 작용은 시스템 곡선과 팬의 특성 곡선을 비교하여 연구된다.

이 실험은 밸브에서 에너지 소멸이 흐름을 제한하는 방법을 이해하는 데 도움이 됩니다. 또한, 동일한 원리에 따라, 이 실험은 날카로운 입구를 가로 질러 압력 변화를 사용하여 유량을 측정하는 간단한 방법을 제공합니다.

1. 시설 설정

팬이 실행되지 않는지 확인하므로 시설에 흐름이 없습니다.
데이터 수집 시스템(그림 4(A)이 도 2B의 회로도를 따르는지 확인합니다.
1. 압력 트랜스듀서 #1 양포 포트(참조그림 2B 참조)를 밸브()의 압력 탭 업스트림에 연결합니다.
2. 압력 변환기의 음수 포트를 실내 조건(수신기:)에 열어 #1 .css-f1q1l5{display:-webkit-box;display:-webkit-flex;display:-ms-flexbox;display:flex;-webkit-align-items:flex-end;-webkit-box-align:flex-end;-ms-flex-align:flex-end;align-items:flex-end;background-image:linear-gradient(180deg, rgba(255, 255, 255, 0) 0%, rgba(255, 255, 255, 0.8) 40%, rgba(255, 255, 255, 1) 100%);width:100%;height:100%;position:absolute;bottom:0px;left:0px;font-size:var(--chakra-fontSizes-lg);color:#676B82;}
  Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

그림 5는 현재 측정결과를 보여줍니다. 여기서, 검은 색 단선은 방정식(2)으로 생성되었고, 밸브의 손실 계수의 상이한 값에 대한 방정식(3)을 가진 각 레드 라인을 생성하였다. 그림에서 밸브가 닫히면 시스템 곡선이 경사를 증가시키는 것이 분명합니다. 즉, 이 실험은 밸브 작동의 원리가 흐름을 제한하기 위해 에너지 소멸을 증가시키는 것이라는 것을 보여줍...

이 실험은 파이프 흐름에 밸브의 동작을 특성화하는 에너지 방정식의 적용을 탐구했다. 밸브가 에너지 방출을 증가시켜 유동 저항을 유도하는 것으로 관찰되었다. 유량계를 따라 의압강하가 유량의 제곱에 직감한다는 점을 감안할 때, 에너지 소멸의 효과는 비례계수의 크기에 의해 포착된다. 이 계수는 밸브를 포함한 유동 시스템의 모든 요소의 손실 계수를 첨가한 것이다. 밸브가 점차 닫히면 ?...

White, F. M. Fluid Mechanics, 7th ed., McGraw-Hill, 2009.
Munson, B.R., D.F. Young, T.H. Okiishi. Fundamentals of Fluid Mechanics. 5^th ed., Wiley, 2006.

Transcript