文丘里效应模型
让我们重复一个物理实验,显示使旧化油器,喷枪,加油枪,曝气器,燃烧器和许多其他设备工作的效果。
模型描述
等温液体在大气压下从一个储层传递到另一个储层。 管两侧的边界条件是通过泵泵送给定体积的液体和设定速度来设定的。
入口直径为 =50毫米,并在狭窄的部分 =25mm,考虑到直径变窄块的损失,其壁具有10度的斜率,我们观察到以下模拟结果:
*进口压力为101280Pa,
*颈部压力降至82872Pa,
*通过后,压力恢复到97318Pa(损失约4%)。
每个截面的水力直径等于其几何直径(因为管道具有圆形横截面),并且局部阻力的总长度等于零,因此管道中的摩擦损失最小地影响观测。
在管的侧面有恒定体积流量泵,它们在入口和出口处设定预期的流量。
您可以不用泵,但随后您将需要设置罐之间的压力差,然后管的入口和出口端将始终显示显着不同的压力。
理论计算
通过查找每个部分的区域 我们可以将泵的体积流量设置为 ,在哪里 =1.5m/s是我们设定的流量。 开支 当等于 = 1.5 · 3.1416 · (0.05)2 / 4 = 0.002945 m3/s。
横截面积是在相应的块内部计算的,但为了清楚起见,我们将其输出。:
=0.002945/1.5÷0.001963m2
= 3.1416 · (0.025)2 / 4 ≈ 0.0004909 m2
从连续性方程 我们得到一个狭窄管段内的速度等于 =0.002945/0.0004909÷6.0m/s。
从伯努利方程 颈部的压力应等于:
= 101280 + 0.5 · 1000 · (1.5² - 6.0²) = 101280 + 500 · (2.25 - 36) = 101280 - 16875
帕84405
启动模型
如果我们运行模型,我们将获得大致相同的数据。:
model = engee.open("venturi_effect_model.engee");
data = engee.run(model);
for k in sort(collect(keys(data)))
println(k, " = ", data[k].value[end])
end
在理想化实验中,出口压力等于入口压力,但在物理模型近似的实际系统中,存在液压损失。
我们禁用了管道中的动态可压缩性,以加快计算速度,并提高了局部求解器的最小步进,因为我们正在使用等温液体。 4000Pa的损失可以通过直径变窄块中的摩擦和涡旋形成来解释。
结论
我们已经展示了如何在物理块的帮助下,可以建立一个着名的物理实验模型,显示文丘里效应的影响,许多设备和聚集体的操作都基于这个模型。