stroming

[ukster]

Laminair of turbulent?
Door een pijp onder een hoek van 40° met de horizontaal en 6cm diameter wordt olie met dichtheid 900 kg/m³ en kinematische viscositeit 0,0002 m²/s getransporteerd bij een drukval van 100kPa over 10 m
benedenaan 350kPa
bovenaan 250kPa

Ik denk zeker laminair

[wnvl1]

Ik veronderstel dat je geprobeerd hebt met

$$f=\frac{64 \cdot 0,0002 m^2/s}{v \cdot 0.06m \cdot 900 kg/m^3}$$

, en dit stopt in

$$100kPa + 10m \cdot \sin 40 \cdot 900 kg/m^3 = f \frac{10m \cdot 900 kg/m^3 \cdot v^2}{2 \cdot 0.06m }$$

en een consistente uitkomst bent uitgekomen voor v die hoort bij een laminair Reynoldsgetal?

[wnvl1]

Het gaat -100kPa moeten zijn links.

[ukster]

Nee, ik gebruik andere formules. Het Reynolds getal heb ik berekend met gemiddelde snelheid en dynamische viscositeit. Gemiddelde snelheid is volumedebiet gedeeld door oppervlakte.

[ukster]

Voor zover ik begrijp wordt volumedebiet onder andere bepaald door de omzethoogte kinetische energie/potentiële energie.(=Head loss), waarbij Head loss het verschil is tussen twee hydraulische gradiëntlijnhoogtes.

[wnvl1]

Ja, maar voor de berekening van je volumedebiet moet je eigenlijk ook al je ladingsverliezen hebben. En die verliezen worden op zich bepaald door het type stroming. Voor een laminaire stroming worden de verliezen berekend via die f. Ik maakte gebruik van de formule van Darcy.

[ukster]

ik heb jouw formule ingevuld. ik neem aan dat v snelheid is
v=5950m/s en in het geval -100kPA: v=-5300m/s
dat kan toch niet?

[wnvl1]

Ik zal het later eens narekenen. Ik had alleen maar de formule opgeschreven zonder uit te rekenen. Kan altijd zijn dat ik een fout heb gemaakt.

[Xilvo]

Het drukverschil door zwaartekracht is 56,76 kPa. Dan houd je netto een drukverschil van 43,24 kPa over om wrijving te overwinnen.
Als ik Hagen-Poiseuille toepas (er van uit gaand dat de stroming laminair is) dan kom ik op een gemiddelde stroomsnelheid van 2,7 m/s en dan is Re=811. Dan zal de stroming laminair zijn.

[ukster]

exact!
Handig aangepakt moet ik zeggen..

ik bereken hier de head loss h_f om het volumedebiet te bepalen
ongetwijfeld allemaal conform Hagen-Poiseuille

stroming.png (11.36 KiB) 1171 keer bekeken

stroming1.png (8.71 KiB) 1171 keer bekeken

[wnvl1]

Het zijn leidingen van 6cm, wordt dan meestal voor leidingen niet Darcy Weisbach gebruikt? Ik denk bijvoorbeeld aan sanitair.

Als ik het Google is mij niet direct duidelijk wanneer Poiseuille en wanneer Darcy.

[Xilvo]

Als de stroming laminair is, wordt Darcy-Weisbach gelijk aan Hagen-Poiseuille.

[ukster]

Berekeningen voor een pijpdiameter 0,5m , lengte 40m ,helling 15°, p2=100kPa
P1=191kPa, vgem= -0,086m/s, RE= -1100
P1=191.7kPa, vgem=0,321m/s, RE=800
P1=193kPa, vgem=1,73m/s, RE=4330
P1=195kPa, vgem=3,9m/s, RE=9750
Dit kleine drukinterval lijkt me praktisch gezien een zeer instabiel systeem op te leveren
Laminair en turbulent wisselt elkaar af misschien?

[Xilvo]

Het drukverschil door zwaartekracht is hier 91,4 kPa. Wat overblijft als drijvende kracht varieert dus heel sterk, 0,3 kPa, 1,6 kPa en 3,6 kPa voor de laatste drie gevallen. En met zo'n wijde buis zit je al heel snel boven het laminaire gebied.

Zodra blijkt dat de stroming niet meer laminair is mag je Hagen-Poiseuille niet meer gebruiken.