Springen naar inhoud

Debiet en stroomsnelheid


  • Log in om te kunnen reageren

#1

TimJohDij

    TimJohDij


  • 0 - 25 berichten
  • 9 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 19 maart 2019 - 16:11

Ik heb een kanaal waarin appels in een laag water drijven. Met een pomp veroorzaak ik een stroming in het water die de appels meeneemt. Op basis van filmbeelden heb ik de snelheid van de appels in het kanaal berekend. Daarnaast ken ik de gegevens van de pomp. Ik zou verwachten dat de appels niet sneller kunnen stromen dan wat de pomp levert, maar dan kom ik met mijn berekening niet uit.

 

Stroomsnelheid door pomp

Het maximale debiet van mijn pomp is 270 m3/u. De pomp draait op 60% van zijn maximale vermogen. Ik kom op een debiet van 45 L/s.

De doorsnede van het water in het kanaal is 960×170=163.200 mm2.

De stroomsnelheid van het water is daarmee ongeveer 45/1.632=280 mm/s.

 

Gemeten stroomsnelheid vruchten

In 22 seconden leggen de appels zo'n 11 meter af (zwarte pijl in de afbeelding hieronder). Dat is ongeveer 500 mm/s. Dat is dubbel zo snel als de hiervoor berekende stroming van het water.

 

Eigenschappen

  • Het snelheidsprofiel is redelijk vlak: de stroming is ongeveer gelijk in het hele kanaal.
  • Water komt enkel vanuit de hierboven beschreven pomp.
  • Er zit geen noemenswaardig hoogteverloop in het kanaal.
  • De appels hebben geen beginsnelheid wanneer ze in het kanaal komen.

Vraag

Wat zijn mogelijke oorzaken voor dit verschil in stroomsnelheid tussen het water en de appels? Maak ik een fout of zie ik iets over het hoofd?

 

Kanalen.PNG


Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 7390 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 19 maart 2019 - 16:23

  • Het snelheidsprofiel is redelijk vlak: de stroming is ongeveer gelijk in het hele kanaal.

Hoe heb je dat vastgesteld? Ik zou verwachten dat de stroomsnelheid aan de oppervlakte groter is dan bij de bodem.


#3

TimJohDij

    TimJohDij


  • 0 - 25 berichten
  • 9 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 19 maart 2019 - 16:36

Hoe heb je dat vastgesteld?

 

In een open kanaal vindt dit enkel aan de wanden van het kanaal plaats. Omdat het kanaal drie RVS wanden heeft, zou ik verwachten dat dit effect aan alle drie de wanden ongeveer gelijk is. In de film zie ik echter niet dat het effect sterk optreedt aan de wanden: appels aan de zijkant bewegen slechts iets minder snel voort dan appels in het midden van het kanaal.

 

Voor bewegende beelden, zie dit filmpje. Zie ook Entrance length.


#4

Pinokkio

    Pinokkio


  • >1k berichten
  • 2106 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 19 maart 2019 - 19:57

Het maximale debiet van mijn pomp is 270 m3/u. De pomp draait op 60% van zijn maximale vermogen. Ik kom op een debiet van 45 L/s.

Hoeveel die pomp doet onder de gegeven situatie is niet zo simpel te berekenen.

 

Wat voor type pomp is het? Centrifugaal? Zoek dan eens de documentatie en curves (Q-H kromme) van de pomp op.


#5

TimJohDij

    TimJohDij


  • 0 - 25 berichten
  • 9 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 20 maart 2019 - 10:13

Bijgevoegd het informatieblad van de pomp. Omdat we weinig opvoerhoogte hebben, zou ik de 50Hz-kromme doortrekken. Dan kom ik rond de 350 m3/h uit. Daarmee kom ik nog niet op de waargenomen waarden uit:

  • 350 m3/h × 60% ≙ 58 L/s
  • Doosnede kanaal is 960 × 170 = 163.200 mm2
  • De stroomsnelheid van het water is daarmee ongeveer 58 / 1.632 ≙ 355 mm/s
  • 355 < 500 mm/s

 

De leverancier van de pomp reageert:

 

Feit is dat jullie in een gebied zitten waarbij theorie en praktijk elkaar niet altijd helemaal volgen. Jullie hebben een minimale opvoerhoogte, waardoor de pomp dus inderdaad wel eens meer kan doen dan verwacht.

 

Ten tweede gaat het om het drukverschil over de pomp, dus als deze ook nog een bepaalde voordruk heeft is de benodigde persdruk dus nog lager en zal de pomp een hoger debiet hebben.

 

De pomp zoekt altijd zelf een werkpunt op. Je zou bijvoorbeeld een manometer op de persflens en zuigflens kunnen monteren om te zien wat de verschildruk is.

 

Kunnen deze redenen het verschil van 30% tussen de berekende en de waargenomen waarde overbruggen?

Bijgevoegde Bestanden

Veranderd door TimJohDij, 20 maart 2019 - 10:13


#6

Pinokkio

    Pinokkio


  • >1k berichten
  • 2106 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 20 maart 2019 - 10:50

Zoals klazon al schreef, er zal wel degelijk een verschil in snelheid zijn tussen oppervlak en gemiddelde van hele kanaaldoorsnede.

 

Doosnede kanaal is 960 × 170
Is die 170 de hoogte van het kanaal of de vloeistofhoogte erin?

 

Bovendien is het me niet duidelijk hoe je aan die 60 % komt. Heb je gemeten dat het vermogen van de pompmotor 2,4 kW is?


#7

TimJohDij

    TimJohDij


  • 0 - 25 berichten
  • 9 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 20 maart 2019 - 11:00

De gegeven doorsnede is inderdaad de vloeistofdoorsnede, @Pinokkio. Het kanaal zelf is hoger dan die 170 mm. Een gemiddelde vrucht heeft een doorsnede van 150 mm en ligt voor ~70% onder water. De pomp sturen we aan op 4 kWh×60% = 2,4 kWh.

Maar allereerst wil ik dus een model maken voor de laminaire stroming zonder appels.

 

Eerder schreef ik over het snelheidsprofiel:

 

 

In een open kanaal vindt [afremming] enkel aan de wanden van het kanaal plaats. Omdat het kanaal drie RVS wanden heeft, zou ik verwachten dat dit effect aan alle drie de wanden ongeveer gelijk is. In de film zie ik echter niet dat het effect sterk optreedt aan de wanden: appels aan de zijkant bewegen slechts iets minder snel voort dan appels in het midden van het kanaal.

 

Daaruit concludeerde ik dat de snelheid behoorlijk gemiddeld zou zijn over de gehele doorsnede. Delen jullie deze mening niet?


#8

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 7390 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 20 maart 2019 - 11:24

Ik denk inderdaad dat de stroomsnelheid aan de bodem lager is dan aan de oppervlakte. Maar dat zou je moeten meten met een daarvoor geschikt meetinstrument.

Dat de appels aan de rand even snel bewegen als de appels in het midden kan komen doordat er appels in het kanaal liggen. De appels in het midden belemmeren de stroom waardoor die uitwijkt naar de zijkanten. Ik ben geen deskundige op het gebied van vloeistofstromen, maar ik probeer me een voorstelling te maken van wat er gebeurt.


#9

Pinokkio

    Pinokkio


  • >1k berichten
  • 2106 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 20 maart 2019 - 11:46

De pomp sturen we aan op 4 kWh×60% = 2,4 kWh.
Op welke manier gebeurt dat?

Maar allereerst wil ik dus een model maken voor de laminaire stroming zonder appels.
Waarom denk je dat de stroming laminair zou zijn?

Bereken eerst eens het Reynolds-getal.


#10

TimJohDij

    TimJohDij


  • 0 - 25 berichten
  • 9 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 22 maart 2019 - 16:12

Ik kom op een heel laag Re-getal. De karakteristieke lengte is bh/b+2h en met b=960 mm en h=170 mm krijg ik 0,126 m.

Ga ik uit van de gemeten 500 mm/s, dan verkrijg ik:

Re = 0,5*0,126*1000 / 1,002 = 62,7

 

Dat zit uiteraard volledig in het laminaire gebied. Het effect van de afschuifspanning op de wanden is in een buis ongeveer 50%, maar ik kan geen geschikt model vinden voor berekening van het snelheidsprofiel in een open kanaal. Heeft iemand daar ervaring mee?

 

Oh, en Pinokkio, de aansturing vindt volgens mij gewoon plaats door een I-regelaar op de pomp.


#11

Pinokkio

    Pinokkio


  • >1k berichten
  • 2106 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 22 maart 2019 - 19:41

Re = 0,5*0,126*1000 / 1,002 = 62,7
Je zit een factor 1000 fout met Re.

Denk eraan: Re dient dimensieloos te zijn.

 

de aansturing vindt volgens mij gewoon plaats door een I-regelaar op de pomp
Maar wat doet die regelaar? Het toerental aanpassen? Of een kleppositie aanpassen? Of.......?





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures