Diffuser (hydroaerodynamik)

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 6. maj 2020; verifikation kræver 1 redigering .

En diffuser (i hydroaerodynamik) er en profileret del af en kanal (rør), hvori strømmen bremses. I dette tilfælde kan det statiske trykfald over diffusoren være mindre end i sektionen af et lige rør af den oprindelige sektion (se Darcy-Weisbach formel ), dvs. dens lokale modstandskoefficient kan være negativ; med en stigning i længden ved en konstant åbningsvinkel og med en stigning i diffusorens åbningsvinkel kan der dog forekomme strømningsadskillelse fra væggene ( hvirvler dannes i nærheden af dem), mens diffusorens modstandskoefficient øges meget [ 1] .

Der er et design, der er det modsatte af en diffuser, kaldet en confuser - en del af kanalen, hvori en forbindelse og en glidende overgang af en større sektion til en mindre finder sted. Luftens bevægelse i confuseren er kendetegnet ved, at det dynamiske tryk i den stiger i strømmens retning, og det statiske tryk falder. Hastigheden af den subsoniske strømning af en væske eller gas stiger.

Omfang af diffusorer

Diffusoren bruges i enheder, hvori væsker og gasser flyttes ( vandrør , luftkanaler , gasrørledninger , olierørledninger , vindtunneller , jetmotorer osv.). I elektroakustik , en del af en højttalers mekaniske svingningssystem , designet til at excitere lydbølger i den omgivende luft.

En diffuser i bilindustrien anses for at være en del eller et element i et kropssæt (se diffuser (bil) ).
Diffusor i en kinetisk motor

Confuser

Designet modsat diffuseren, kaldet confuser , er den del af kanalen, hvor forbindelsen og den glatte overgang af en større sektion til en mindre finder sted. Luftens bevægelse i confuseren er kendetegnet ved, at det dynamiske tryk i den stiger i strømmens retning, og det statiske tryk falder. Strømningshastigheden af en væske eller gas stiger .

Med runde luftkanaler har forvirringen form af en keglestub, med firkantede kanaler - en afkortet pyramide. Oftest bruges en confuser til at forbinde en luftkanal til sugesiden af en radial ventilator , hvilket gør det muligt at reducere koefficienten for lokal modstand ζ ( Darcy-koefficient ) (på grund af en jævnere indsnævring af luftstrømmen og forhindre separation af grænselaget og dannelsen af hvirvler ), og som følge deraf reducere det tryktab, som blæseren udvikler.

Forvirrende lokal trækkoefficient (Darcy-koefficient )

$\zeta ={\frac {\lambda _{T}}{8\sin {\alpha /2}}}\left(1-{\frac {1}{n^{2}}}\right )$ ,

hvor er graden af indsnævring; er friktionstabskoefficienten langs længden under turbulente forhold. $n={\frac {S_{1}}{S_{2}}}$ $\lambda _{T}$

Den hydrauliske modstand i en forveksler er altid mindre end den hydrauliske modstand i en diffuser af samme størrelse.

Flows i diffuser og confuser

I en confuser med en lille åbningsvinkel forekommer der normalt ikke øget hvirveldannelse , væsken skifter retning jævnt, og tryktab er hovedsageligt forbundet med en stigning i hastigheden. Med en stigning i åbningsvinklen bliver forvirringen til en pludselig indsnævring, og der dannes stillestående zoner med hvirvler.

I diffusoren er strømningsadskillelse mulig, mens der opstår omfattende hvirvelzoner i kanterne, og der går meget energi tabt (næsten som ved en pludselig udvidelse). Men hvis vinklen er meget lille, og der ikke er tid til strømningsadskillelse langs diffusorens længde, kan dens modstandskoefficient også blive negativ, som i et Venturi-rør . I en specialformet diffusor kan kontinuerlig flow opretholdes mere effektivt.

Litteratur

Landau L.D. , Lifshits E.M. — Teoretisk fysik (bind 6. Hydrodynamik). Kapitel II. Viskøs væske. § 23. Nøjagtige løsninger af bevægelsesligningerne for en viskøs væske. Strømmer i diffuser og forvirring.

Se også

Ventilation

Noter

↑ Idelchik I.E. Håndbog i hydraulisk modstand / Ed. M. O. Steinberg. - 3. udg., revideret. og yderligere - M .: Mashinostroenie , 1992. - S. 184. - ISBN 5-217-00393-6 .