Strömungswiderstandsmodelle

Analysemerkmale

Verweis

White, F.M., “Fluid Mechanics”, McGraw-Hill, New York, 1979, S. 305-360

Idelchik, I.E., “Handbook of Hydraulic Resistance”, CRC Press, 1994, S. 523

Problembeschreibung

Luft strömt durch einen dreidimensionalen Kanal mit Gleitwänden und einem Filter (oder einem anderen Strömungshindernis) in der Mitte des Kanals. Der Druckverlust entlang des Kanals wird aufgrund der Gleiteigenschaften der Wände allein durch das Hindernis verursacht.

Es werden alle vier Strömungswiderstandsmodelle getestet:

1. Konstanter K-Faktor:

K = 1.97748

Bei dem angegebenen Druckverlust sollte dieser K-Faktor einen Durchfluss von 0.2 m3/s bewirken.

2. Rohrreibungsverlust:

Hier ist der Reibungskoeffizient, für den eine Blasius-Formel verwendet wird. L = 41.99 ist die darzustellende Rohrlänge, und DH = 0.2 definiert den hydraulischen Durchmesser des Rohrs. Die Blasius-Formel zur Bestimmung des Reibungsfaktors lautet:

wobei a = 0.316 und b = 0.25 gilt. Diese Werte sollten in einem entsprechenden K-Faktor von 1.97748 resultieren. Damit können wir einen Durchfluss von 0.2 m³/s erwarten..

3. Freier Flächenanteil

Für diesen Widerstandstyp verwenden Sie die Formel auf Seite 516 in Idelchik:

Dabei steht FAR für den freien Flächenanteil. Bei einem freien Flächenanteil von 0.62 ergibt sich ein K-Faktor von 1.9774 und damit ein Durchfluss von 0.2 m³/s.

4. K-Faktor gemäß Druckverlusttabelle:

Es wird folgende Wertetabelle verwendet:

Durchfluss (m3/sec) Druckhöhe (Pa)
0.15 35000
0.25 45000

Geometrie und Randbedingungen

Ergebnisse

Typ des Strömungswiderstands Benchmark 2014: Build 20130102 % Fehler 2015: Build 20131223 % Fehler
Konstante K 0.2 m3/s 0.2026 1.295 0.203142 1.571
Rohrreibungsverlust 0.2 m3/s 0.2052 2.583 0.2086 4.298
Freier Flächenanteil 0.2 m3/s 0.2026 1.333 0.203132 1.565
Druckverlusttabelle 0.2 m3/s 0.1883 5.834 0.1992 0.383
Übergeordnetes Thema: Überprüfung