Науковий вісник НГУ

Експериментальне дослідження гідравлічного опору деформованих сіток

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №5 2020

Останнє оновлення: 02 листопада 2020

Опубліковано: 31 жовтня 2020

Перегляди: 2017

Authors:

М. О. Позднишев, orcid.org/0000-0002-1701-2257, Державне підприємство «Конструкторське бюро «Південне» імені М.К. Янгеля», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

С. О. Давидов, orcid.org/0000-0002-4142-7217, Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Abstract:

Мета. Експериментальне підтвердження та уточнення методики розрахунку коефіцієнту гідравлічного опору сіток із квадратними вічками мікронних розмірів для випадку деформованих сіток, форма вічка яких відрізняється від квадратної.

Методика. Для досягнення мети дослідження використовується розрахунково-експериментальна методика. На основі отриманої математичної моделі деформованого вічка сітки теоретично визначається коефіцієнт гідравлічного опору деформованої сітки. За допомогою експериментальної продувки зразків деформованих сіток визначаються величини втрат тиску, а також значення їх коефіцієнта гідравлічного опору. У результаті порівняння аналітичних розрахунків і експериментальних результатів визначається уточнюючий емпіричний коефіцієнт форми.

Результати. Експериментально визначені величини гідравлічних втрат тиску в залежності від швидкості потоку на різних типах сіток з різним значенням кута переплетіння волокон.

Наукова новизна. Встановлено, що за однакових значень коефіцієнта живого перетину сітки, значення коефіцієнта гідравлічного опору деформованих сіток нижче, ніж недеформованих. Це свідчить про вплив форми вічка не тільки за рахунок зміни коефіцієнта живого перетину, але й характеру обтікання волокон сітки потоком при зміні її форми з квадратної на ромбічну. Експериментально встановлено, що даний вплив стає істотним при кутах переплетіння волокон сітки менше 80° і може бути врахований за допомогою емпіричного коефіцієнта форми. Характер залежності коефіцієнта форми від кута переплетіння волокон має вигляд поліноміальної функції 3-го степеня.

Практична значимість. Показано, що за допомогою деформування структури плетіння волокон сітки можливо знизити коефіцієнт її гідравлічного опору у порівнянні з недеформованою сіткою, що має однаковий коефіцієнт живого перетину. За допомогою отриманої залежності для коефіцієнта форми уточнена аналітична методика розрахунку значення коефіцієнта гідравлічного опору деформованих сіток у залежності від кута переплетіння їх волокон. Методика полягає у знаходженні добутку коефіцієнта гідравлічного опору, розрахованого на основі залежностей для недеформованих сіток, та коефіцієнта форми в залежності від кута переплетіння волокон.

References.

1. Huang, S., Zhang, X., Tafu, M., Toshima, T., & Jo, Y. (2015). Study on subway particle capture by ferromagnetic mesh filter in nonuniform magnetic field. Separation and Purification Technology, 156, 642-654. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2015.10.060.

2. Mondal, S., Wu, C. H., Sharma, M. M., Chanpura, R. A., Par­lar, M., & Ayoub, J. A. (2016). Characterizing, designing, and selecting metal mesh screens for standalone-screen applications. SPE Drilling & Completion, 31(02), 85-94. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2015.10.060.

3. Hweij, K. A., & Azizi, F. (2015). Hydrodynamics and residence time distribution of liquid flow in tubular reactors equipped with screen-type static mixers. Chemical engineering journal, 279, 948-963. https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.05.100.

4. Avila-Marin, A. L., Fernandez-Reche, J., Casanova, M., Caliot, C., & Flamant, G. (2017). Numerical simulation of convective heat transfer for inline and stagger stacked plain-weave wire mesh screens and comparison with a local thermal non-equilibrium model. In AIP Conference Proceedings, 1850(1), (pp. 030003). AIP Publishing LLC. https://doi.org/10.1063/1.4984346.

5. Hartwig, J. W. (2017). Propellant Management Devices for Low-Gravity Fluid Management: Past, Present, and Future Applications. Journal of Spacecraft and Rockets, 54(4), 808-824. https://doi.org/10.2514/1.a33750.

6. Davydov, S. O., & Horelova, K. V. (2012). History of design development and prospects of using tools to provide continuity of fuel based on capillary strength. Visnyk Dnipropetrovskoho Universytetu. Seriia istoriia i filosofiia nauky i tekhniky (20), 160-164.

7. Hartwig, J. W. (2015). Liquid acquisition devices for advanced in-space cryogenic propulsion systems. Academic Press, 488. https://doi.org/10.1016/C2014-0-03511-3.

8. Mondal, S., Wu, C. H., Sharma, M. M., Chanpura, R. A., Parlar, M., & Ayoub, J. A. (2016). Characterizing, designing, and selecting metal mesh screens for standalone-screen applications. SPE Drilling & Completion, 31(02), 85-94. https://doi.org/10.2118/170935-PA.

9. Yershin, S. A. (2017). Experimental Study of Channel Flow with Porous Walls. In Paradoxes in Aerohydrodynamics, (pp. 149-173). Cham^ Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-319-25673-3_6.

10. Pozdnyshev, M. O. (2012). Influence of deformity of mesh weave structure on project parameters of a netted phase separator. Visnyk Dnipropetrovskoho Universytetu. Seriia raketno-kosmichna tekhnika, 20(4), 227-236.

11. Pozdnyshev, M. O. (2013). Hydrodynamic characteristics of meshes with changed weave structure. Systemne proektuvannia ta analiz kharakterystyk aerokosmichnoi tekhniky, (15), 75-80.

12. Yoshida, Y., Inoue, Y., Shimosaka, A., Shirakawa, Y., & Hidaka, J. (2015). Numerical Simulation of Flow Resistivity of Metal Woven Mesh. Journal of Chemical Engineering of Japan, 48(7), 545-555. https://doi.org/10.1252/jcej.14we148.

13. Cohen, M. (2015). Modelling of Airflow through Wire Mesh Security Screens. The UNSW Canberra at ADFA Journal of Undergraduate Engineering Research, 8(1).

14. Okolo, P. N., Zhao, K., Neri, E., Kennedy, J., & Bennett, G. J. (2015). CAA noise reduction parametric study of mesh screens applied to landing gears. In 22^nd International Congress on Sound and Vibration, 12.

15. Okolo, P. N., Zhao, K., Kennedy, J., & Bennett, G. J. (2017). Numerical Modeling of Wire Screens for Flow and Noise Control. In 23 ^rd AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, (p. 3700). https://doi.org/10.2514/6.2017-3700.

16. Azizi, F. (2019). On the pressure drop of fluids through woven screen meshes. Chemical Engineering Science, 207, 464-478. https://doi.org/10.1016/j.ces.2019.06.046.

17. Idelchik, I. E. (2017). Flow Resistance: A Design Guide for Engineers. CRC Press.

18. Pozdnyshev, M. O. (2019). Diffraction method for measuring geometrical parameters of meshes. Systemne proektuvannia ta analiz kharakterystyk aerokosmichnoi tekhniky, (26), 108-114.

• < Попередня
• Наступна >