Εισαγωγή στα πτερύγια καθοδήγησης
Στη διαχείριση της ροής του αέρα, ο σχεδιασμός των γωνιών των αεραγωγών διαδραματίζει βασικό ρόλο στην απόδοση των συστημάτων εξαερισμού και HVAC, καθώς και των αεροσηράγγων. Όταν ο αέρας αναγκάζεται να περάσει μέσα από μια απότομη στροφή, όπως είναι συχνά αναπόφευκτο στα δίκτυα αεραγωγών, συναντά αυξημένη υδραυλική αντίσταση, η οποία οδηγεί σε υψηλότερες απώλειες πίεσης και τυρβώδη ροή. Αυτό όχι μόνο μειώνει την απόδοση του συστήματος, καθώς απαιτείται περισσότερη ενέργεια για τη διατήρηση της ροής του αέρα, αλλά επηρεάζει επίσης τη δομική ακεραιότητα των αεραγωγών μέσω των ανομοιόμορφων φορτίων πίεσης που ασκούνται από την τυρβώδη ροή.
Εδώ υπεισέρχονται τα πτερύγια καθοδήγησης, γνωστά και ως πτερύγια στροφής ή οδηγά πτερύγια (Σχ. 1). Εγκατεστημένα στο εσωτερικό της γωνίας, τα πτερύγια καθοδήγησης οδηγούν τον αέρα μέσα από τη στροφή με ελάχιστη αντίσταση, μειώνοντας τις απώλειες πίεσης και την τυρβώδη ροή χωρίς τον πρόσθετο χώρο που απαιτεί μια καμπύλη ομαλής ακτίνας. Αυτό καθιστά τα πτερύγια καθοδήγησης ιδανική λύση για την αποτελεσματική διαχείριση της ροής του αέρα σε έναν συμπαγή χώρο.
Σχ. 1. Συγκρότημα γωνιακού τμήματος με πτερύγια καθοδήγησης TunnelTech
Τμήματα πτερυγίων καθοδήγησης υψηλής απόδοσης ως εναλλακτική λύση στις γενικές λύσεις HVAC.
Ο παραδοσιακός τρόπος για τη μείωση της τυρβώδους ροής, της απώλειας πίεσης και του θορύβου ενός απότομα καμπυλωμένου αεραγωγού είναι ένας αγκώνας με ακτίνα (Σχ. 2 και Σχ. 4, περίπτωση 2). Αν και οι αγκώνες με ακτίνα μετριάζουν εν μέρει την τυρβώδη ροή, τον θόρυβο και τις απώλειες πίεσης που είναι τυπικές σε μια απότομη καμπύλη (βλ. Σχ. 4, περίπτωση 1), φέρνουν τα δικά τους προβλήματα.
Αρκετές συμβατικές καμπύλες αεραγωγών HVAC, κατασκευασμένες από ομαλά καμπυλωμένη λαμαρίνα με λυγισμένα διαχωριστικά πτερύγια, φαίνονται στο Σχ. 2 αριστερά. Πρόκειται για τυπικές παραλλαγές που χρησιμοποιούνται συνήθως σε δίκτυα αεραγωγών HVAC, π.χ. σύμφωνα με το πρότυπο αεραγωγών DW144.
Τέτοια εξαρτήματα αεραγωγών είναι κοινά και οικονομικά αποδοτικά για μικρές εφαρμογές σε πολιτικά έργα, μικρές επιχειρήσεις και συστήματα HVAC χαμηλής ισχύος όπου το ενεργειακό κόστος δεν αποτελεί σημαντικό παράγοντα. Ωστόσο, αυτός ο σχεδιασμός δεν αποτελεί καλή λύση για συστήματα εξαερισμού και ψύξης σε εφαρμογές μεσαίας και μεγάλης κλίμακας, υψηλής χωρητικότητας – παραγωγή ενέργειας, μεταλλουργία, στροβιλομηχανές, εναλλάκτες θερμότητας, ανάκτηση απορριπτόμενης θερμότητας και σύγχρονη πράσινη και ανανεώσιμη ενέργεια – όπου η υδραυλική απόδοση και η εξοικονόμηση ενέργειας είναι επιβεβλημένες.
Ωστόσο, δεν υπάρχει ανάγκη κατασκευής ενός προσαρμοσμένου, μη τυποποιημένου αεραγωγού κάθε φορά που η κατανάλωση ενέργειας ενός υδραυλικού δικτύου πρέπει να βελτιστοποιηθεί πλήρως. Το ίδιο Σχήμα 2, στα δεξιά, δείχνει μια παραλλαγή του διαγώνιου γωνιακού τμήματος με πτερύγια καθοδήγησης της TunnelTech, το οποίο είναι ενεργειακά αποδοτικό, χαμηλού θορύβου και χαμηλής τυρβώδους ροής, πληροί τα βιομηχανικά πρότυπα για συστήματα HVAC και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε βιομηχανικές εφαρμογές μεγάλης κλίμακας και υψηλής ισχύος. Ένα παράδειγμα εγκατάστασης μεγάλης κλίμακας στην οποία μπορεί εύκολα να ενσωματωθεί το διαγώνιο τμήμα πτερυγίων καθοδήγησης φαίνεται στο Σχ. 3.
Σχ. 2. Συμβατικός ομαλός αγκώνας HVAC μεσαίας κλίμακας με διαχωριστικό πτερύγιο από λαμαρίνα σύμφωνα με το πρότυπο DW144 (αριστερά), και συγκρότημα διαγώνιων πτερυγίων καθοδήγησης υψηλής απόδοσης της TunnelTech για τυπικούς αεραγωγούς (δεξιά).
Σχ. 3. Γωνιακά τμήματα αεραγωγών μεγάλης κλίμακας με πτερύγια καθοδήγησης της TunnelTech για αεροσήραγγες, παραγωγή ενέργειας και βιομηχανικές εφαρμογές.
Σχεδιασμός πτερυγίων καθοδήγησης για μείωση της πτώσης πίεσης, της τυρβώδους ροής και του θορύβου
Για τη σύγκριση διαφορετικών σχεδίων γωνιών στροφής, οι πτώσεις πίεσης (ΔP) και τα μοτίβα ροής προσομοιωμένα με CFD δίνονται στο Σχ. 4 παρακάτω. Ως παράδειγμα επίδειξης επιλέχθηκε ταχύτητα ροής αέρα εισόδου 20 m/s και ένας τετράγωνος αεραγωγός 2×2 m. Η ταχύτητα των 20 m/s επιλέχθηκε επειδή οι επαγγελματικού επιπέδου κατακόρυφες αεροσήραγγες για indoor skydiving λειτουργούν συνήθως τον περισσότερο χρόνο σε λειτουργίες όπου η ταχύτητα ροής στο τμήμα στροφής κυμαίνεται μεταξύ 10 και 30 m/s. Οι υπολογισμοί CFD πραγματοποιήθηκαν σε 1 τυπική ατμόσφαιρα, 20 °C και μηδενική υγρασία αέρα με συμπιεστό αέριο και αδιαβατικό τοίχωμα με τραχύτητα 250 µm. Χρησιμοποιήθηκε πλέγμα 6 έως 10 εκατομμυρίων κελιών ανά τομέα. Στο όριο εισόδου εφαρμόστηκε επίπεδο προφίλ εισόδου και 2% τυρβώδης ροή. Η τυρβώδης ροή μοντελοποιήθηκε χρησιμοποιώντας το μοντέλο k-ε.
Σημείωση: Οι απεικονίσεις στο Σχ. 4 είναι συγκεκριμένα παραδείγματα, που παρουσιάζονται αποκλειστικά για να επεξηγήσουν τις αρχές λειτουργίας και να συγκρίνουν μερικούς τύπους γωνιακών τμημάτων με πτερύγια καθοδήγησης. Δεν μπορούν να ληφθούν ως γενικά αποτελέσματα για κάθε περίπτωση χρήσης. Για κάθε πραγματικό σύστημα εξαερισμού ή άλλο υδραυλικό δίκτυο, οι συγκεκριμένες υδραυλικές παράμετροι, το μέγεθος και το σχήμα του αεραγωγού, η τραχύτητα και οι δομικές ανωμαλίες, οι ανομοιομορφίες της ροής και οι ακριβείς φυσικές ιδιότητες του αερίου πρέπει να λαμβάνονται υπόψη σε κάθε υπολογιστικό σημείο. Μπορείτε να παραγγείλετε έναν τέτοιο υπολογισμό για ένα συγκεκριμένο σύστημα επικοινωνώντας μαζί μας.
Παρουσιάζονται οι ακόλουθες περιπτώσεις σχεδιασμού:
- Γωνιακό τμήμα χωρίς πτερύγια καθοδήγησης.
- Ομαλά καμπυλωμένο γωνιακό τμήμα (r = ½ του ύψους του αεραγωγού) με ακτινικά λυγισμένα διαχωριστικά πτερύγια. Η πτώση πίεσης εξαρτάται επίσης από τον αριθμό και τη γεωμετρία των διαχωριστών. Το παράδειγμα δείχνει έναν ελάχιστο αριθμό βέλτιστα διαμορφωμένων διαχωριστικών πλακών.
- Απλές ακτινικά καμπυλωμένες λεπτές πλάκες (πάχους 10–20 mm).
- Τυπικά μη βελτιστοποιημένα πτερύγια καθοδήγησης από τους στενότερους ανταγωνιστές μας.
- Πτερύγια καθοδήγησης TunnelTech (TTE-TV) με βελτιστοποιημένο προφίλ.
Το πιο σημαντικό πρόβλημα με τους καμπύλους αεραγωγούς που έχουν μικρό αριθμό απλών διαχωριστών από λυγισμένη λαμαρίνα (ή καθόλου πτερύγια) είναι η κατανομή πίεσης και ταχύτητας στην έξοδο του τμήματος στροφής (Σχ. 4, περίπτωση 2, βλ. διατομή εξόδου). Η ταχύτητα αυξάνεται από το εξωτερικό τοίχωμα προς το εσωτερικό τοίχωμα κάθε υποκαναλιού ροής, παράγοντας ανομοιόμορφη ροή, έντονη τυρβώδη ροή και θόρυβο. Όσο μικρότερη είναι η ακτίνα στροφής, τόσο μεγαλύτερος είναι ο κίνδυνος αποκόλλησης της ροής, παραμόρφωσης των πεδίων πίεσης και ταχύτητας, υψηλότερου θορύβου και υψηλότερης πτώσης πίεσης.
Ο μόνος τρόπος για να ξεπεραστούν αυτά τα ζητήματα είναι μια μεγάλη ακτίνα καμπυλότητας για το γωνιακό τμήμα και ένας μεγαλύτερος αριθμός διαχωριστικών πτερυγίων. Αυτό δημιουργεί ένα δεύτερο πρόβλημα – τον επιπλέον χώρο που απαιτείται για να φιλοξενήσει τέτοιες καμπύλες και το κόστος υλικού αρκετών καμπύλων διαχωριστών προσαρμοσμένων στη διατομή του αεραγωγού. Σε μεγάλα συστήματα αεραγωγών, οι καμπύλες ομαλής ακτίνας μπορούν να οδηγήσουν σε αδικαιολόγητα μεγάλες κατασκευές, καθιστώντας αυτή την προσέγγιση μη πρακτική σε πολλές περιπτώσεις, ειδικά όπου ο χώρος είναι περιορισμένος. Ο πρόσθετος χώρος που απαιτείται φαίνεται από τις διακεκομμένες γραμμές στο Σχ. 4, περίπτωση 2 παρακάτω. Το ύψος και το πλάτος κάθε στροφής πρέπει να αυξηθεί τουλάχιστον κατά το ½ του μεγέθους του αεραγωγού. Για τις αεροσήραγγες ανακυκλοφορίας αυτό σημαίνει αύξηση των διαστάσεων του κτιρίου κατά αρκετά μέτρα προς κάθε κατεύθυνση, γεγονός που αυξάνει το κόστος των αεραγωγών και την κεφαλαιουχική επένδυση. Επιπλέον, κάθε διαχωριστής κοστίζει όσο και το ίδιο το τοίχωμα του αεραγωγού.
Σχ. 4. Γωνιακά τμήματα σε δίκτυα αεραγωγών – σύγκριση σχεδιασμού και απόδοσης
Η βέλτιστη λύση για αεροσήραγγες και βιομηχανικό εξαερισμό είναι μια διαγώνια διάταξη πτερυγίων καθοδήγησης με αεροτομικό προφίλ, όπως φαίνεται στο Σχήμα 4, περιπτώσεις 3–5.
Όλες οι παραπάνω εικόνες CFD αφορούν ένα γωνιακό τμήμα αεραγωγού με είσοδο 2×2 m σε ταχύτητα ροής αέρα 20 m/s, ως παράδειγμα – η περίπτωση που σχετίζεται περισσότερο με την εσωτερική ελεύθερη πτώση (indoor skydiving) και τις υποηχητικές αεροσήραγγες χαμηλής ταχύτητας.
Το Σχήμα 4, περίπτωση 3 δείχνει ένα γωνιακό τμήμα με απλά πτερύγια κατασκευασμένα από λεπτή λυγισμένη λαμαρίνα. Το Σχ. 4, περίπτωση 4 δείχνει τα καλύτερα πτερύγια καθοδήγησης που προσφέρουν οι στενότεροι ανταγωνιστές της TunnelTech. Και τα δύο έχουν μικρότερη χορδή και μη βελτιστοποιημένο σχήμα αεροτομής, με αποτέλεσμα αυτό που φαίνεται να είναι υπολειπόμενη ανομοιομορφία ροής στην έξοδο του τμήματος, υψηλότερη αεροδυναμική αντίσταση και περισσότερο θόρυβο στον αεραγωγό. Τα λεπτά πτερύγια από απλή λυγισμένη λαμαρίνα συνήθως υπερβαίνουν τα επιτρεπτά επίπεδα θορύβου ακόμη και σε χαμηλή ταχύτητα αέρα, και ένα παχύ, κοντό προφίλ με χαμηλό λόγο χορδής προς πάχος έχει επίσης μικρότερο εμβαδόν επιφάνειας, γεγονός που αποτελεί μειονέκτημα όταν χρησιμοποιούνται ψυχόμενα πτερύγια καθοδήγησης για μεταφορά θερμότητας.
Το κάτω μέρος του Σχήματος 4, περίπτωση 5 δείχνει μια γωνία αεραγωγού εξοπλισμένη με πτερύγια καθοδήγησης υψηλής απόδοσης της TunnelTech (για παραγγελία, ανατρέξτε στον κωδικό εξαρτήματος TTE-TV-90). Όπως δείχνουν οι διατομές, η ροή είναι πιο ομοιόμορφη με σωστά διαμορφωμένα πτερύγια, γεγονός που σημαίνει χαμηλότερη πτώση πίεσης και χαμηλή τυρβώδη ροή.
Το προφίλ πίεσης/ταχύτητας στην έξοδο είναι επίσης πολύ καλύτερο για τα γωνιακά τμήματα της TunnelTech που είναι εξοπλισμένα με πτερύγια μεγάλης χορδής σε σχέση με τις άλλες περιπτώσεις. Το αποτέλεσμα είναι η ασυναγώνιστη αεροδυναμική ποιότητα της TunnelTech, όπως αντικατοπτρίζεται σε πολυάριθμες κριτικές από επαγγελματίες skydivers και άλλους πελάτες.
Όλα τα παραπάνω δεδομένα, συμπεριλαμβανομένου του μήκους της χορδής και των επιλογών ψύξης, συνοψίζονται επίσης στον Πίνακα 1.
| Περίπτωση / Τύπος πτερυγίου | ΔP (Pa) (*) | ξ (*) | Μήκος χορδής (mm) | Ψύξη |
|---|---|---|---|---|
| 1. Χωρίς πτερύγια, απότομη στροφή | 114 | 0,47 | — | Όχι |
| 2. Ομαλά καμπυλωμένο γωνιακό τμήμα | 41 | 0,17 | > 2000 | Όχι |
| 3. Απλές ακτινικά καμπυλωμένες λεπτές πλάκες | 80 | 0,33 | 250–500 | Όχι |
| 4. Πτερύγια καθοδήγησης στενότερων ανταγωνιστών | 88 | 0,37 | 280 | Ναι |
| 5. Βελτιστοποιημένα πτερύγια καθοδήγησης TunnelTech | 57 | 0,24 | 500 | Ναι |
Ο συντελεστής υδραυλικών απωλειών για το τμήμα στροφής του αεραγωγού με πτερύγια της TunnelTech και των ανταγωνιστών στο εύρος ταχυτήτων έως 100 m/s, υπολογισμένος για την ίδια γεωμετρία και αρχικές συνθήκες, δίνεται στο Σχ. 5.
Περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τις υδραυλικές απώλειες κατά μήκος του αεραγωγού, την τοπική αντίσταση και τον συνολικό συντελεστή υδραυλικών απωλειών δίνονται παρακάτω.
Σχ. 5. Σύγκριση τμημάτων στροφής της TunnelTech και ανταγωνιστών: Συντελεστής υδραυλικών απωλειών Darcy–Weisbach για την ίδια γεωμετρία και αρχικές συνθήκες υπολογισμού.
Μετριασμός της τυρβώδους ροής για αξιόπιστους υδραυλικούς υπολογισμούς και υπολογισμούς δομικής ασφάλειας
Σχ. 6. Γωνιακό τμήμα με πτερύγια καθοδήγησης TunnelTech: κλίμακα τυρβώδους ροής (m) στα 20 m/s
Ένα ομαλό, προβλέψιμο προφίλ πίεσης/ταχύτητας είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε εφαρμογές όπου η υψηλή τυρβώδης ροή ή η αποκόλληση της ροής είναι μη αποδεκτές, όπως σε πειραματικές αεροσήραγγες, εγκαταστάσεις indoor skydiving και εγκαταστάσεις υψηλής ισχύος. Αυτά τα παρασιτικά φαινόμενα, μαζί με τις διακυμάνσεις πίεσης που προκαλούνται από την αποκόλληση της ροής και την τυρβώδη ροή μεγάλης κλίμακας, είναι επίσης μη αποδεκτά σε εγκαταστάσεις που πρέπει να είναι απαλλαγμένες από ακουστικά προκαλούμενους κραδασμούς και όπου δεν επιτρέπονται αποκλίσεις στατικής πίεσης για λόγους δομικής ευστάθειας του αεραγωγού. Επιπλέον, η τυρβώδης ροή είναι μια κοινή πηγή θορύβου, υποβαθμίζοντας περαιτέρω τη συνολική απόδοση του συστήματος και την άνεση του τελικού χρήστη.
Θα πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη ότι οι ανωμαλίες της ροής τείνουν να αυξάνονται και να εντείνονται κατάντη, εκτός εάν χρησιμοποιούνται ισιωτές ροής, κηρήθρες, πλέγματα εξομάλυνσης ή άλλες συσκευές διαμόρφωσης της ροής [1-3]. Η ακριβής αεριοδυναμική ανάλυση απαιτεί τον υπολογισμό της αντίστασης κάθε διαδοχικού στοιχείου του αεραγωγού με το πραγματικό προφίλ πίεσης/ταχύτητας εισόδου που δημιουργείται από το προηγούμενο στοιχείο του υδραυλικού δικτύου. Για μεγάλα υδραυλικά δίκτυα είναι συχνά αδύνατο να εκτελεστεί μια προσομοίωση CFD ολόκληρου του συστήματος λόγω του τεράστιου μεγέθους του. Σε τέτοιες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται προσεγγιστικοί ημι-εμπειρικοί υπολογισμοί που βασίζονται σε αδιάστατους αριθμούς ροής και γεωμετρικά κριτήρια [4], ή λογισμικό που βασίζεται σε τέτοιες μεθόδους. Ομοίως, η μοντελοποίηση FEA της δομικής ευστάθειας του αεραγωγού εκτελείται συνήθως με ένα σταθερό πεδίο στατικής πίεσης που εφαρμόζεται στα τοιχώματα του αεραγωγού. Οι σοβαρές ανωμαλίες της ροής που αναπτύσσονται κατάντη μπορούν επομένως να εισαγάγουν σφάλματα σε κρίσιμες για την ασφάλεια αναλύσεις των φερουσών κατασκευών.
Οι προσεγγιστικές μέθοδοι συνήθως δεν αντιμετωπίζουν την παραμόρφωση του προφίλ ταχύτητας στην είσοδο ενός στοιχείου υδραυλικού δικτύου· στην καλύτερη περίπτωση λαμβάνουν υπόψη εάν το προφίλ είναι πλήρως ανεπτυγμένο ή όχι ακόμη ανεπτυγμένο (ομοιόμορφο), και τις παραμέτρους του οριακού στρώματος. Σε αεροσήραγγες και συστήματα βιομηχανικού εξαερισμού, κάθε στροφή της ροής μπορεί να προκαλέσει ανομοιομορφία και ισχυρό στροβιλισμό, γεγονός που εισάγει αβεβαιότητα στους υπολογισμούς της υδραυλικής αντίστασης για μεγάλα δίκτυα. Όπου είναι δυνατόν, επομένως, θα πρέπει να αποφεύγονται οι μεγάλες ανωμαλίες του προφίλ ταχύτητας.
Το Σχ. 6 και τα παραπάνω αποτελέσματα δείχνουν ότι τα τμήματα στροφής με πτερύγια καθοδήγησης της TunnelTech όχι μόνο δεν δημιουργούν πρόσθετη διαταραχή στη ροή, αλλά μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την απόσβεση του στροβιλισμού και της ανομοιομορφίας κατάντη του τμήματος. Ένα γωνιακό τμήμα με πτερύγια καθοδήγησης της TunnelTech μπορεί επομένως να λειτουργήσει και ως αποτελεσματικός ισιωτής ροής όταν εγκαθίσταται κατάντη ενός αξονικού ανεμιστήρα, διαχύτη αεραγωγού, εναλλάκτη θερμότητας, τμήματος δοκιμών, διακλάδωσης αεραγωγού ή οποιουδήποτε άλλου στοιχείου που δημιουργεί τυρβώδη ροή.
Συντελεστής τοπικής αντίστασης
Η τοπική αντίσταση μιας γωνίας στροφής μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τη γνωστή εξίσωση Darcy–Weisbach:
ΔP = ξ · ρ · v² / 2
Όπου:
- ΔP – συνολική απώλεια πίεσης (πτώση πίεσης) σε Pa·
- ξ – συντελεστής τοπικών απωλειών (Darcy–Weisbach)·
- ρ – πυκνότητα ρευστού (kg/m³)·
- V – ταχύτητα ρευστού στη διατομή εισόδου (m/s).
Αυτές οι παράμετροι, οι οποίες καθορίζουν την ενεργειακή απόδοση του αεραγωγού, εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τον σχεδιασμό των πτερυγίων καθοδήγησης.
Σύμφωνα με το [4], η συνολική αντίσταση ενός πολύπλοκου υδραυλικού στοιχείου μπορεί να αναπαρασταθεί ως το άθροισμα της αντίστασης τριβής κατά μήκος του ξL και της τοπικής αντίστασης ξ0:
ξSUM = ξL + ξ0
Για έναν ευθύγραμμο αεραγωγό, η αντίσταση μήκους είναι ανάλογη του μήκους και αντιστρόφως ανάλογη της υδραυλικής διαμέτρου, όπως εκφράζεται από τον τύπο:
ξL = (L / D) · f
όπου f είναι ο συντελεστής τριβής Darcy.
Για αεραγωγούς απλού σχήματος (π.χ. κυκλικούς, τετράγωνους, εξαγωνικούς), το f μπορεί να εκφραστεί ως μη γραμμική συνάρτηση μόνο του αριθμού Reynolds – δείτε το Κεφάλαιο 2 στο [4] ή https://en.wikipedia.org/wiki/Darcy–Weisbach_equation
Ο συντελεστής τριβής f για έναν απλό κυκλικό σωλήνα (κυκλικό αεραγωγό) με λεία τοιχώματα, πλήρως ανεπτυγμένο προφίλ ροής στην είσοδο και τυρβώδες καθεστώς (αριθμοί Reynolds Re > 4×103) μπορεί να υπολογιστεί από τον τύπο:
f = 1 / (1.81 · lg(Re) – 1.64)²
Για πραγματικούς αεραγωγούς, πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη η τραχύτητα του τοιχώματος.
Το Σχ. 7 παρακάτω δείχνει ένα γράφημα του συντελεστή τριβής Darcy σε σχέση με τον αριθμό Reynolds Re για διάφορες τιμές σχετικής τραχύτητας τοιχώματος, που δημοσιεύτηκε για πρώτη φορά από τον Nikuradse στα [5-8]. Αυτό το γράφημα είναι επίσης γνωστό ως διάγραμμα Moody [9] ή συσχέτιση Colebrook–White [10-11]. Μια πιο πρόσφατη μελέτη για λείους σωλήνες μπορεί να βρεθεί στο [12].
Το διάγραμμα δείχνει την πολύπλοκη εξάρτηση f(Re) για έναν κυκλικό σωλήνα με διαφορετικές τιμές τραχύτητας. Για τετράγωνους και άλλους μη κυκλικούς αεραγωγούς το διάγραμμα είναι ακόμη πιο περίπλοκο. Επομένως, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη το καθεστώς ροής (αριθμός Reynolds), το σχήμα του αεραγωγού και η σχετική τραχύτητα του τοιχώματος.
Σχ. 7. Διάγραμμα Moody (γνωστό και ως Nikuradse) που δείχνει τον συντελεστή τριβής Darcy–Weisbach fD σε συνάρτηση με τον αριθμό Reynolds Re για διάφορες τιμές σχετικής τραχύτητας – Αρχικό διάγραμμα: S. Beck και R. Collins, Πανεπιστήμιο του Sheffield, διαμοιρασμένο υπό CC BY-SA 4.0, wikimedia.org
Για πραγματικούς, τραχείς αεραγωγούς εξακολουθεί να είναι δυνατή η αναπαράσταση της συνολικής αντίστασης ως το άθροισμα ξSUM = ξL + ξ0 της αντίστασης μήκους και της τοπικής αντίστασης.
Ο διαχωρισμός της αντίστασης σε αυτό το άθροισμα απλοποιεί τη μελέτη των παραμέτρων του αεραγωγού, καθώς η τοπική αντίσταση ξ0 μπορεί να υπολογιστεί για μια απλοποιημένη γεωμετρία στοιχείου – για παράδειγμα, με μια περιοδική διατύπωση του προβλήματος σε έναν μικρότερο υπολογιστικό τομέα, ή σε μια 2D διατύπωση. Σημειώστε το μέγεθος του υπολογιστικού τομέα στα παραδείγματα που φαίνονται στο Σχ. 4 – το τμήμα έχει ύψος 3 m και μήκος 18 m, και η επαρκής σύγκλιση του πλέγματος αρχίζει μόνο πάνω από 10 εκατομμύρια στοιχεία πλέγματος. Μια περιοδική ή 2D διατύπωση των ίδιων περιπτώσεων θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει μια τάξη μεγέθους λιγότερα στοιχεία πλέγματος, και ο απλοποιημένος υπολογισμός κάθε σημείου ταχύτητας στην καμπύλη ΔP(v) θα διαρκούσε λεπτά ή ακόμη και δευτερόλεπτα αντί για ώρες.
Ο διαχωρισμός της αντίστασης σε δύο συνιστώσες μπορεί επομένως να απλοποιήσει σε μεγάλο βαθμό τους υπολογισμούς – η τοπική αντίσταση ξ0 προσδιορίζεται γρήγορα, και στη συνέχεια προστίθεται η αντίσταση μήκους ξL. Η τελευταία μπορεί να εκτιμηθεί γρήγορα από δημοσιευμένους πίνακες ή με προσεγγιστικούς τύπους που βασίζονται σε αδιάστατους αριθμούς και παραμέτρους γεωμετρίας του αεραγωγού. Για υδραυλικά στοιχεία και στοιχεία δικτύων αεραγωγών με απότομες αλλαγές στην κατεύθυνση της ροής (γωνιακοί αγκώνες, ομαλές καμπύλες, καμπύλες διαφόρων γωνιών με και χωρίς πτερύγια καθοδήγησης), μια παρόμοια προσέγγιση και μέθοδος παρουσιάζονται στα Κεφάλαια 6-1 και 6-2 του ολοκληρωμένου Handbook of Hydraulic Resistance [4].
Τεχνικές Προδιαγραφές
Ολοκληρωμένα τεχνικά δεδομένα για ακριβή μηχανική και υπολογισμούς απόδοσης.
Τεχνολογία ενσωματωμένης ψύξης
Φέρνοντας επανάσταση στον σχεδιασμό των αεροσηράγγων, τα πτερύγια καθοδήγησής μας διαθέτουν ενσωματωμένα εσωτερικά κανάλια ψυκτικού—παρέχοντας ανώτερη απόδοση εναλλαγής θερμότητας χωρίς να διακυβεύεται η ποιότητα ροής αέρα.
- Τεράστια ικανότητα απαγωγής θερμότητας, κλιμακούμενη από εκατοντάδες κιλοβάτ έως δεκάδες μεγαβάτ.
- Αποδοτική θερμική διαχείριση με μηδενική αρνητική επίπτωση στην τυρβώδη ροή ή την ποιότητα του ρεύματος αέρα.
- Σχεδιασμένα με έξι ενσωματωμένα εσωτερικά κανάλια ψύξης ανά πτερύγιο για μέγιστη θερμική απόδοση
- Απρόσκοπτη ενσωμάτωση με τυπικές βιομηχανικές υποδομές ψύξης νερού
Κύρια χαρακτηριστικά προϊόντος
Τα πτερύγια καθοδήγησης ροής αέρα της TunnelTech (προϊόν TTE-TV) βρίσκονται στην πρώτη γραμμή αυτής της τεχνολογίας, προσφέροντας απαράμιλλη απόδοση στη διαχείριση της ροής του αέρα. Τα προϊόντα μας είναι σχεδιασμένα για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, από εγκαταστάσεις indoor skydiving και αεροσήραγγες έως συστήματα HVAC και εξαερισμού, και ενσωματώνουν την αιχμή του αεροδυναμικού σχεδιασμού και της ενεργειακής απόδοσης.
Απόδοση τμήματος πτερυγίων καθοδήγησης σε αεραγωγούς
Τα πτερύγια καθοδήγησης υψηλής απόδοσης της TunnelTech θέτουν το πρότυπο της βιομηχανίας για την ισχύ και την αεροδυναμική απόδοση. Τα πτερύγια καθοδήγησης εξοικονόμησης ενέργειας που διαθέτουμε είναι σχεδιασμένα για να ελαχιστοποιούν τις αεροδυναμικές απώλειες, εξασφαλίζοντας ομαλή ροή αέρα και μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας.
Τα πτερύγια καθοδήγησης της TunnelTech έχουν εξαιρετικά χαρακτηριστικά τοπικής αντίστασης στους αεραγωγούς. Οι παράμετροι αντίστασης, υπολογισμένες με την εξίσωση Darcy–Weisbach όπως περιγράφεται παραπάνω, παρουσιάζονται στα παρακάτω σχήματα (βλ. Σχ. 8) και στο Φύλλο Δεδομένων Πτερυγίων Καθοδήγησης.
Γενικά, όπου το μέγεθος του αεραγωγού είναι άγνωστο, δίνονται τιμές για ένα εξιδανικευμένο στοιχείο με περιοδικές πλευρικές οριακές συνθήκες, χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η πρόσθετη τριβή του τοιχώματος κατά μήκος, η τραχύτητα ή άλλες τοπικές παράμετροι. Το Σχ. 8 δίνει τις τιμές για ένα εξιδανικευμένο γωνιακό στοιχείο με πτερύγια της TunnelTech, υπολογισμένες για μια στοίβα 15 πτερυγίων με περιοδικές οριακές συνθήκες ως προσέγγιση μιας άπειρης περιοδικής διάταξης.
Σχ. 8. Πτερύγιο καθοδήγησης TunnelTech: συντελεστής τοπικών απωλειών και αντίστοιχη πτώση πίεσης.
Εάν το σύστημα HVAC ή άλλο υδραυλικό σύστημα αποτελείται από αεραγωγούς των οποίων η διατομή ροής γενικά δεν αλλάζει κατά μήκος της διαδρομής ροής, είναι βολικό για προσεγγιστικούς υπολογισμούς να εκτιμηθεί η αντίσταση ανά μονάδα μήκους (η οποία πρέπει, φυσικά, να εκτιμηθεί σε ολόκληρο το εύρος ταχυτήτων):
KL = ξL / L = f / Dh
όπου Dh είναι η υδραυλική διάμετρος του αεραγωγού. Η τιμή του KL είναι εύκολο να προσδιοριστεί από βιβλία αναφοράς, όπως συζητήθηκε παραπάνω. Πολλαπλασιάζοντάς την με το μήκος και προσθέτοντας τις τιμές τοπικής αντίστασης ξ0 που λαμβάνονται από φύλλα δεδομένων ή υπολογίζονται ανεξάρτητα, προκύπτει μια γρήγορη εκτίμηση της συνολικής απώλειας πίεσης στο σύστημα.
ξSUM = KL · L + ξ0
Τα ενδεικτικά παραδείγματα στο Σχ. 4 – ένας τετράγωνος αεραγωγός 2×2 m με τις παραμέτρους αερίου και την τραχύτητα που χρησιμοποιήθηκαν στον υπολογισμό – έχουν αντίσταση ανά μονάδα μήκους της τάξης του KL = ξL / L ~ 2,1 Pa. Αυτή η τιμή ισχύει για έναν απλό τετράγωνο αεραγωγό χωρίς καμπύλες, πτερύγια ή άλλο εσωτερικό εξοπλισμό. Στα συνολικά 21 m που διανύει ο αέρας κατά μήκος του αεραγωγού, αυτό δίνει μια πτώση πίεσης ~44 Pa. Προσθέτοντας την τιμή από το Σχ. 8 (11 Pa στα 20 m/s, ειλημμένη από το Φύλλο Δεδομένων Πτερυγίων Καθοδήγησης, Πίνακας A.2.1) προκύπτει μια συνολική αντίσταση 55 Pa για ένα πραγματικό τμήμα αεραγωγού 2×2 m με πτερύγια καθοδήγησης. Αυτή η τιμή συμφωνεί απόλυτα με την τιμή που φαίνεται στο Σχ. 4, περίπτωση 5.
Περισσότερες πληροφορίες σχετικά με προσεγγιστικές μεθόδους για τον υπολογισμό της αντίστασης αεραγωγών οποιουδήποτε σχήματος χωρίς CFD μπορούν να βρεθούν στο [4] και σε παρόμοια βιβλιογραφία.
Σημείωση: Τα παραδείγματα στο Σχ. 4 είναι μόνο μια ειδική περίπτωση που καταδεικνύει πώς λειτουργούν τα πτερύγια καθοδήγησης και δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αξιολόγηση ενός αυθαίρετου αεραγωγού. Το Σχήμα 8 έχει ευρύτερη εφαρμογή, αλλά οι συγκεκριμένες παράμετροι του αεραγωγού του πελάτη πρέπει να ληφθούν υπόψη. Κάθε σύστημα χρειάζεται μια λεπτομερή ανάλυση, την οποία μπορείτε να παραγγείλετε από την TunnelTech. Για έναν ακριβή υπολογισμό της υδραυλικής αντίστασης του αεραγωγού και μια αξιολόγηση από ειδικούς της κατανάλωσης ενέργειας του εξοπλισμού εξαερισμού ή της αεροσήραγγάς σας, παρακαλούμε επικοινωνήστε μαζί μας.
Πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με τις υπηρεσίες μας και την Έρευνα & Ανάπτυξη (R&D) μπορείτε να βρείτε στη σελίδα Τεχνολογία και στην ενότητα Υπηρεσίες.
Πτερύγια καθοδήγησης για βιομηχανική ψύξη και θέρμανση
Μοναδικά μεταξύ των πτερυγίων καθοδήγησης για βιομηχανικούς αεραγωγούς, τα προϊόντα μας μπορούν να κυκλοφορούν ψυκτικό υγρό με υψηλό ρυθμό ροής, επιτρέποντας στον αέρα να ψύχεται ή να θερμαίνεται αποτελεσματικά καθώς περνά μέσα από τον αεραγωγό. Αυτό ανοίγει νέες δυνατότητες στη θερμική ρύθμιση – πτερύγια ελέγχου εσωτερικού κλίματος και εναλλάκτες θερμότητας εντός του αεραγωγού με χαμηλή αντίσταση – δίνοντας στους πελάτες μας ευέλικτες λύσεις για τις ανάγκες ροής του αέρα τους.
Αξιολογημένα με τη μέθοδο HTCL (συντελεστής μεταφοράς θερμότητας ανά γραμμικό μέτρο), η οποία ποσοτικοποιεί τη ροή θερμότητας (σε watt) ανά μέτρο μήκους του πτερυγίου καθοδήγησης ανά kelvin λογαριθμικής μέσης διαφοράς θερμοκρασίας (ΔTLMTD) μεταξύ του εξωτερικού αέρα και του ψυκτικού υγρού του πτερυγίου, τα πτερύγια καθοδήγησής μας είναι σχεδιασμένα για αποτελεσματική μεταφορά θερμότητας σε ένα εύρος συνθηκών ροής αέρα, εγγυώμενα σταθερή απόδοση και ρύθμιση της θερμοκρασίας.
Οι παράμετροι του συντελεστή μεταφοράς θερμότητας για τα υδρόψυκτα πτερύγια καθοδήγησης παρουσιάζονται στο Σχ. 9 τόσο για ξηρό όσο και για υγρό αέρα, όπου ΔP [kPa] είναι η διαφορά πίεσης του νερού μεταξύ των θυρών εισόδου και εξόδου του πτερυγίου (μπλε και κόκκινο στο Σχ. 10).
Σχ. 10. Κανάλια ψύξης πτερυγίων καθοδήγησης
Σχ. 9. Συντελεστής HTCL. Ξηρός (RH = 0%) και υγρός αέρας (RH = 90% στους 30 °C) σε διαφορετικές διαφορές πίεσης ψυκτικού υγρού (νερού) μεταξύ των θυρών εισόδου και εξόδου του καναλιού ψύξης.
Πτερύγια καθοδήγησης για ανάκτηση απορριπτόμενης θερμότητας
Τα ψυχόμενα πτερύγια καθοδήγησης με ενσωματωμένα κανάλια εναλλαγής θερμότητας προσφέρουν μια ευέλικτη λύση για την ανάκτηση απορριπτόμενης θερμότητας σε μια ποικιλία εφαρμογών. Ενσωματωμένα σε συστήματα εναλλαγής θερμότητας, αυτά τα πτερύγια μπορούν να συλλάβουν την περίσσεια θερμικής ενέργειας που διαφορετικά θα χανόταν και να τη μεταφέρουν σε συστήματα ανάκτησης θερμότητας, βελτιώνοντας σημαντικά τη συνολική απόδοση του συστήματος.
Στην πράξη, αυτή η τεχνολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλούς τομείς. Στις βιομηχανικές διεργασίες, για παράδειγμα, τα ψυχόμενα πτερύγια καθοδήγησης μπορούν να ανακτήσουν την απορριπτόμενη θερμότητα από τα καυσαέρια και να τη χρησιμοποιήσουν για την προθέρμανση των εισερχόμενων ρευστών ή του αέρα, μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας. Στα συστήματα HVAC, η ίδια αρχή εφαρμόζεται σε συσκευές όπως οι αναπνευστήρες ανάκτησης θερμότητας (HRV) και οι αναπνευστήρες ανάκτησης ενέργειας (ERV), οι οποίοι μεταφέρουν θερμότητα μεταξύ των ρευμάτων αέρα εξαγωγής και παροχής. Αυτό ελαχιστοποιεί την ενέργεια που απαιτείται για τη θέρμανση ή την ψύξη του εισερχόμενου αέρα, οδηγώντας σε σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας.
Τα ψυχόμενα πτερύγια καθοδήγησης μπορούν επίσης να ενσωματωθούν σε συστήματα παραγωγής ενέργειας και ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Σε σταθμούς συμπαραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητας (ΣΗΘ), για παράδειγμα, η απορριπτόμενη θερμότητα από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ανακτάται και χρησιμοποιείται για θέρμανση, βελτιώνοντας τη συνολική απόδοση του συστήματος. Σε συστήματα γεωθερμικής ενέργειας, αυτά τα πτερύγια μπορούν να βοηθήσουν στη διαχείριση της θερμικής ενέργειας που εξάγεται από το έδαφος, βελτιστοποιώντας τις διαδικασίες μεταφοράς θερμότητας.
Σε πρωτοβουλίες πράσινης και ανανεώσιμης ενέργειας, η ανάκτηση απορριπτόμενης θερμότητας διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στη μείωση του αποτυπώματος άνθρακα και στη βελτίωση της βιωσιμότητας των ενεργειακών συστημάτων. Η προσέγγιση αυτή συνάδει με τις αρχές της λιτής παραγωγής (lean manufacturing), βελτιώνοντας την αποδοτικότητα των πόρων και μειώνοντας τα λειτουργικά κόστη μέσω της αποτελεσματικής διαχείρισης της θερμότητας. Επιπλέον, σε έργα ESG, η υιοθέτηση τέτοιων τεχνολογιών αποδεικνύει τη δέσμευση για την ελαχιστοποίηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων και τη βελτιστοποίηση της χρήσης των πόρων, σύμφωνα με τους ευρύτερους στόχους βιωσιμότητας.
Ανάκτηση θερμότητας – σχετικά έργα
Η TunnelTech διαθέτει εκτεταμένη εμπειρία στην παράδοση έργων εναλλαγής θερμότητας και HVAC σχεδιασμένων για ανάκτηση απορριπτόμενης θερμότητας με ψυχόμενα πτερύγια καθοδήγησης. Ενσωματώνοντας αυτά τα πτερύγια σε συστήματα εναλλαγής θερμότητας που έχουν σχεδιαστεί για να συλλαμβάνουν και να επαναχρησιμοποιούν θερμική ενέργεια που διαφορετικά θα χανόταν, η TunnelTech καθιστά δυνατή την αποτελεσματικότερη ανάκτηση της απορριπτόμενης θερμότητας από ένα ευρύ φάσμα βιομηχανικών και εμπορικών διεργασιών. Αυτό όχι μόνο βελτιώνει την ενεργειακή απόδοση αλλά υποστηρίζει επίσης τους στόχους βιωσιμότητας μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας και τα λειτουργικά κόστη.
Εφαρμογές
Τα πτερύγια καθοδήγησης που διαθέτουμε εξυπηρετούν ένα ευρύ φάσμα βιομηχανιών και εφαρμογών
Συστήματα HVAC
| Εμπορικά κτίρια | Βελτιστοποίηση αεραγωγών· ενεργειακή απόδοση· χαμηλότερα λειτουργικά κόστη· καλύτερη υγεία και ασφάλεια μέσω του αποδοτικού ελέγχου της ποιότητας και της θερμοκρασίας του αέρα |
| Οικιστικά συγκροτήματα | Άνετα περιβάλλοντα διαβίωσης με βέλτιστη ποιότητα και ροή αέρα· καλύτερη υγεία και ασφάλεια |
| Κέντρα δεδομένων (data centers) | Τα πτερύγια καθοδήγησης θερμικής διαχείρισης διατηρούν τα κρίσιμα επίπεδα θερμοκρασίας και υγρασίας που απαιτούνται για την απόδοση και τη μακροζωία των διακομιστών |
Συστήματα εξαερισμού πολιτικών έργων
| Νοσοκομεία και εγκαταστάσεις υγειονομικής περίθαλψης | Τα αθόρυβα πτερύγια καθοδήγησης παρέχουν τον ζωτικό έλεγχο της ποιότητας του αέρα που προστατεύει ασθενείς και προσωπικό· καλύτερη υγεία και ασφάλεια μέσω του αποδοτικού ελέγχου της ποιότητας και της θερμοκρασίας του αέρα |
| Εκπαιδευτικά ιδρύματα | Καλύτερα περιβάλλοντα μάθησης μέσω βελτιωμένης κυκλοφορίας του αέρα |
Περιβαλλοντικός έλεγχος
| Ηλεκτρονικά, βιοτεχνολογία, τεχνολογία τροφίμων και άλλες εγκαταστάσεις υψηλής τεχνολογίας / καθαροί χώροι | Έλεγχος θερμοκρασίας και υγρασίας για παραγωγή υψηλής τεχνολογίας και υψηλών απαιτήσεων· τα πτερύγια καθοδήγησης κλιματισμού διατηρούν αυστηρά πρότυπα ροής αέρα για την κατασκευή και την έρευνα |
| Αθλητικές εγκαταστάσεις | Άνεση και ασφάλεια για αθλητές και θεατές |
Βιομηχανικές και εξειδικευμένες εφαρμογές
| Κατασκευή και συντήρηση σηράγγων | Καλύτερη ποιότητα αέρα και ασφάλεια για τους εργαζομένους σε περιβάλλοντα σηράγγων |
| Βιομηχανικές εγκαταστάσεις | Βελτιστοποίηση αεραγωγών· ενεργειακή απόδοση· βιώσιμη ανάπτυξη· χαμηλότερα λειτουργικά κόστη |
| Χυτήρια και εγκαταστάσεις βαρέως τύπου | Ενεργειακή απόδοση· χαμηλότερα λειτουργικά κόστη· ανάκτηση απορριπτόμενης θερμότητας· απανθρακοποίηση και ESG· αεραγωγοί HVAC βαρέως τύπου· θερμική διαχείριση |
| Ναυτική μηχανική | Βελτιωμένος εξαερισμός σε πλοία και υποβρύχια για την άνεση του πληρώματος και την αξιοπιστία του εξοπλισμού |
| Εξόρυξη και υπόγειες κατασκευές | Απαραίτητος εξαερισμός για ορυχεία και άλλες υπόγειες κατασκευές, μειώνοντας τον κίνδυνο επικίνδυνων συνθηκών |
Κάθε μία από αυτές τις εφαρμογές επωφελείται σημαντικά από τον προηγμένο σχεδιασμό και τη λειτουργικότητα των πτερυγίων καθοδήγησης της TunnelTech, τα οποία αποτελούν ένα άλμα προς τα εμπρός στην αποδοτική διαχείριση της ροής του αέρα. Επιλέγοντας τα πτερύγια καθοδήγησης χαμηλής οπισθέλκουσας της TunnelTech, οι πελάτες μπορούν να αναμένουν όχι μόνο να επιτύχουν αλλά και να ξεπεράσουν τους στόχους απόδοσης του συστήματός τους, ενώ παράλληλα
- •μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας* έως και 30%
- •μειώνοντας τον θόρυβο* κατά 60%, σε σύγκριση με τους συμβατικούς αεραγωγούς.
* Πειραματικά αποτελέσματα για τη γεωμετρία της αεροσήραγγας TT45 PRO.
Για ερωτήσεις και περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με το πώς τα πτερύγια καθοδήγησης μπορούν να προσαρμοστούν στις δικές σας ανάγκες, παρακαλούμε επικοινωνήστε με την ομάδα μας. Αφήστε την TunnelTech να γίνει ο συνεργάτης σας στην επίτευξη της βέλτιστης διαχείρισης της ροής του αέρα.
Εγκατάσταση & συντήρηση
- •Διαστάσεις και προδιαγραφές
Επαληθεύστε τις διαστάσεις του αεραγωγού και τις προδιαγραφές των πτερυγίων καθοδήγησης πριν από την εγκατάσταση
- •Επιλογές τοποθέτησης
Διαθέσιμα σε διαμορφώσεις με σφιγκτήρα, με βίδες και με συγκόλληση
- •Χειρισμός φορτίου
Ακολουθήστε τις οδηγίες χειρισμού φορτίου για ασφαλή μεταφορά και τοποθέτηση
- •Εγκατάσταση βήμα προς βήμα
Λεπτομερείς οδηγίες εγκατάστασης παρέχονται με κάθε παράδοση προϊόντος
- •Πρόγραμμα επιθεωρήσεων
Τακτικές οπτικές επιθεωρήσεις για τη διασφάλιση της ευθυγράμμισης των πτερυγίων και της δομικής ακεραιότητας
- •Διαδικασίες καθαρισμού
Περιοδικός καθαρισμός για την αφαίρεση της συσσώρευσης σκόνης και υπολειμμάτων στις επιφάνειες των πτερυγίων
- •Παρακολούθηση φθοράς
Παρακολούθηση για σημάδια διάβρωσης, διάβρωσης λόγω τριβής ή μηχανικής βλάβης
- •Οδηγός αντιμετώπισης προβλημάτων
Αντιμετώπιση κοινών προβλημάτων όπως κραδασμοί, θόρυβος ή μειωμένη απόδοση ροής αέρα
Τεκμηρίωση
Τεχνικές πληροφορίες σχετικά με τα συγκροτήματα γωνιακών τμημάτων αεροσήραγγας της TunnelTech και τις παραμέτρους των πτερυγίων καθοδήγησης είναι διαθέσιμες σε ένα ολοκληρωμένο φύλλο δεδομένων που καλύπτει τα προϊόντα TTE-TSA και TTE-TV. Η τεκμηρίωση περιλαμβάνει επιλογές σχεδιασμού, τοπικές αντιστάσεις για οριζόντιες και κατακόρυφες γωνίες στροφής 90 μοιρών, καθώς και υδραυλικές παραμέτρους και παραμέτρους μεταφοράς θερμότητας για ψυχόμενα πτερύγια καθοδήγησης.
Λήψη Φύλλου Δεδομένων TTE-TSA (PDF)Βιβλιογραφία και Σχετικές Δημοσιεύσεις
Πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με τον σχεδιασμό και τη βελτιστοποίηση των πτερυγίων καθοδήγησης για αεροσήραγγες, βιομηχανικούς αεραγωγούς, αεραγωγούς HVAC και εξοπλισμό διαχείρισης ροής αέρα, ισιωτές ροής ανεμιστήρων κ.λπ. μπορείτε να βρείτε στους παρακάτω συνδέσμους:
- Baals, D.D., and W.R. Corliss. Wind Tunnels of NASA. NASA; SP-440. Scientific and Technical Information Branch, National Aeronautics and Space Administration, 1981. books.google.rs
- Barlow, J.B., W.H. Rae, and A. Pope. Low-Speed Wind Tunnel Testing. Wiley, 1999. books.google.rs
- Pope, A., and K.L. Goin. High Speed Wind Tunnel Testing. Wiley, 1965. books.google.rs
- Idelchik, I. E. “Handbook of Hydraulic Resistance, Revised and Augmented.” Begell House, 2008. begellhouse.com
- Nikuradse, J. 1933. Strömungsgesetz in rauhen Rohren, VDI Forschungshefte 361. (English translation: Laws of flow in rough pipes). Technical report, NACA Technical Memorandum 1292. National Advisory Commission for Aeronautics (1950), Washington, DC. ntrs.nasa.gov
- Nikuradse, J. (1931), Strömungswiderstand in rauhen Rohren. Z. angew. Math. Mech., 11: 409-411. doi.org/10.1002/zamm.19310110603
- Nikuradse, J. 1932. Laws of turbulent flow in smooth pipes (English translation). NASA TT F-10: 359 (1966).
- Nikuradse, J. 1930. Widerstandsgesetz und Geschwindigkeitsverteilung von turbulenten Wasserströmung in glatten und rauhen Rohren, Proc. 3rd Int. Cong. Appl. Mech., Stockholm, 239-248.
- Moody, L. F. 1944. Friction factors for pipe flow. Trans. ASME, 66, 671–684. doi.org/10.1115/1.4018140
- Colebrook, C. (1939). Turbulent Flow in Pipes, with Particular Reference to the Transition Region between the Smooth and Rough Pipe Laws. Journal of the Institution of Civil Engineers, Volume 11 Issue 4, February 1939, pp. 133-156. doi.org/10.1680/ijoti.1939.13150
- Colebrook, C. F. (February 1939). “Turbulent flow in pipes, with particular reference to the transition region between smooth and rough pipe laws”. Journal of the Institution of Civil Engineers. London. Volume 12 Issue 8, October 1939, pp. 393-422. doi:10.1680/ijoti.1939.14509.
- McKeon, Beverley J., Chris J. Swanson, Mark V. Zagarola, Russell James Donnelly, and Alexander J. Smits. “Friction Factors for Smooth Pipe Flow.” Journal of Fluid Mechanics 511 (2004): 41–44. doi.org/10.1017/S0022112004009796
- Mehta R.D., Bradshaw P. Design rules for small low speed wind tunnels. The Aeronautical Journal. 1979;83(827):443-453. doi.org/10.1017/S0001924000031985
- Cattafesta, Louis, Chris Bahr, and Jose Mathew. “Fundamentals of Wind-Tunnel Design.” In Encyclopedia of Aerospace Engineering. John Wiley & Sons, Ltd, 2010. doi.org/10.1002/9780470686652.eae532
- Hurtado, J.P.; Villegas, B.; Pérez, S.; Acuña, E. Optimization Study of Guide Vanes for the Intake Fan-Duct Connection Using CFD. Processes 2021, 9, 1555. doi.org/10.3390/pr9091555 mdpi.com
- Gelder, T.F., Moore, R.D., Sanz, J.M. and McFarland, E.R. Wind tunnel turning vanes of modern design. 24th Aerospace Science Meeting. NASA Technical Memorandum, AIAA Paper 86-0044. Reno, Nevada, January 1986. semanticscholar.org
- Schirf, Collin. “Optimization of Expanding Turning Vanes by Bezier Curve Parameterization,” Master Dissertation, University of Maryland, 2019. doi.org/10.13016/5x1x-gxhz
- Almeida, Odenir De, Frederico Carnevalli De Miranda, Olivio Ferreira Neto, and Fernanda Guimarães Saad. “Low Subsonic Wind Tunnel – Design and Construction.” Journal of Aerospace Technology and Management 10 (February 26, 2018). doi.org/10.5028/jatm.v10.716
- Modi, P. P., and S. Jayanti. “Pressure Losses and Flow Maldistribution in Ducts with Sharp Bends.” Chemical Engineering Research and Design 82, no. 3 (2004): 321–31. doi.org/10.1205/026387604322870435
- Kotb, N. A. E., M. R. Mokhtarzadeh-Dehghan, and A. J. Ward-Smith. “A Numerical Study of Laminar and Turbulent Flows in a Two-dimensional Bend with or without a Guide Vane.” International Journal for Numerical Methods in Engineering 26, no. 1 (January 1988): 245–62. doi.org/10.1002/nme.1620260117
- Sahlin, A.; Johansson, A.V. Design of guide vanes for minimizing the pressure loss in sharp bends. Fluids A Fluid Dyn. 1991, 3, 1934–1940.
- Crawford, N.M.; Cunningham, G.Y. Prediction of Pressure Drop for Turbulent Fluid Flow in 90° Bends. Sage: London, UK, 2003; pp. 153–155.
- Kumar, S.; Nandi, N. Change in Flow Separation and Velocity Distribution Due to Effect of Guide Vane Installed in a 90° Pipe Bend. Mech. Eng. 2017, 21, 353–361.
Δείτε επίσης:
- Διάγραμμα Moody: en.wikipedia.org/wiki/Moody_chart
- Darcy–Weisbach: en.wikipedia.org/wiki/Darcy–Weisbach_equation
- Συντελεστής τριβής: en.wikipedia.org/wiki/Fanning_friction_factor, en.wikipedia.org/wiki/Darcy_friction_factor_formulae
- Απώλεια τριβής: en.wikipedia.org/wiki/Friction_loss