Pengenalan kepada Bilah Pengarah
Dalam bidang pengurusan aliran udara, reka bentuk sudut saluran memainkan peranan penting dalam kecekapan dan fungsi pengudaraan, sistem HVAC dan terowong angin. Apabila udara dipaksa untuk membuat pusingan tajam, seperti yang sering diperlukan dalam sistem saluran, ia menghadapi rintangan hidraulik yang meningkat, yang membawa kepada kehilangan tekanan dan turbulens yang lebih tinggi. Ini bukan sahaja menjejaskan kecekapan sistem dengan menuntut lebih banyak tenaga untuk mengekalkan aliran udara tetapi juga memberi kesan kepada integriti struktur sistem saluran disebabkan oleh tekanan tidak sekata yang dikenakan oleh aliran turbulen.
Di sinilah bilah pengarah, juga dikenali sebagai bilah sudut atau bilah panduan, memainkan peranan (Rajah 1). Direka bentuk untuk dipasang di dalam sudut, bilah sudut saluran membolehkan udara menavigasi pusingan dengan rintangan minimum, mengurangkan kehilangan tekanan dengan berkesan dan mengurangkan turbulens tanpa memerlukan ruang tambahan yang dituntut oleh selekoh jejari licin. Ini menjadikan bilah pengarah penyelesaian ideal untuk menguruskan aliran udara dengan cekap dalam ruang yang padat.
Rajah 1. Pemasangan seksyen sudut bilah pengarah Tunnel Tech
Seksyen bilah pengarah berprestasi tinggi yang bersaing dengan penyelesaian HVAC generik.
Penyelesaian tradisional untuk mengatasi fenomena berbahaya yang disebutkan iaitu peningkatan turbulens, kehilangan tekanan dan bunyi bising dalam saluran melengkung curam adalah dengan mereka bentuk siku saluran jejari (Rajah 2 dan Rajah 4, kes 2). Siku ini, walaupun berkesan dalam beberapa pengurangan turbulens, bunyi bising dan kehilangan tekanan (yang biasa berlaku dalam selekoh tajam seperti yang dilihat dalam Rajah 4, kes 1), mempunyai set masalahnya yang tersendiri.
Beberapa sistem saluran pengudaraan tradisional dengan pusingan yang diperbuat daripada kepingan logam melengkung licin dengan pengarah aliran bengkok dibentangkan dalam Rajah 2 di sebelah kiri. Gambar tersebut mewakili beberapa contoh varian standard yang biasa digunakan dalam saluran HVAC, cth. mematuhi piawaian sistem saluran DW144.
Penyelesaian saluran sedemikian adalah biasa dan kos efektif untuk aplikasi kecil dalam kejuruteraan awam, perniagaan kecil dan sistem HVAC berkuasa rendah di mana kos tenaga bukanlah faktor yang penting. Walau bagaimanapun, reka bentuk ini bukanlah penyelesaian yang baik untuk sistem pengudaraan dan penyejukan dalam skala sederhana dan besar serta penjanaan kuasa berkapasiti tinggi, metalurgi, jentera turbo, penukar haba, pemulihan haba sisa dan aplikasi tenaga hijau dan boleh diperbaharui moden di mana kecekapan hidraulik dan penjimatan tenaga adalah satu kemestian.
Walau bagaimanapun, tidak perlu membina saluran bukan standard tersuai setiap kali penggunaan tenaga rangkaian hidraulik perlu dioptimumkan kepada kesempurnaan. Rajah 2 di sebelah kanan yang sama menunjukkan varian seksyen bilah pengarah pepenjuru Tunnel Tech, yang cekap tenaga, bunyi rendah dan turbulens rendah, sambil memenuhi piawaian industri untuk sistem HVAC, tetapi juga boleh digunakan dalam kes penggunaan perindustrian berskala besar dan berkuasa tinggi. Contoh kemudahan berskala besar di mana seksyen bilah pengarah pepenjuru boleh disepadukan dengan mudah ditunjukkan dalam Rajah 3.
Rajah 2. Siku licin HVAC skala sederhana tradisional dengan bilah pemisah yang diperbuat daripada kepingan logam, piawaian DW144 (di sebelah kiri), dan pemasangan pepenjuru bilah pengarah Tunnel Tech berprestasi tinggi untuk saluran udara standard (di sebelah kanan).
Rajah 3. Seksyen pusingan saluran udara Tunnel Tech berskala besar untuk terowong angin, penjanaan kuasa dan aplikasi perindustrian.
Reka Bentuk Bilah Pengarah untuk Penurunan Tekanan, Turbulens dan Pengurangan Bunyi
Untuk perbandingan reka bentuk sudut pusingan yang berbeza, penurunan tekanan (ΔP) dan corak aliran simulasi CFD diberikan dalam Rajah 4 di bawah. Kelajuan aliran udara salur masuk 20 m/s dan saluran persegi 2×2 m telah dipilih sebagai contoh demonstrasi. Julat kelajuan 20 m/s dipilih untuk tujuan demonstrasi, memandangkan terowong angin menegak gred profesional untuk skydiving dalaman biasanya beroperasi pada kebanyakan masa dalam mod, di mana kelajuan aliran dalam seksyen berputar berbeza antara 10 dan 30 m/s. Pengiraan CFD dilakukan untuk 1 atmosfera standard pada 20 C dan sifar kelembapan udara dengan gas kebolehmampatan dan dinding adiabatik dengan kekasaran 250 µm. Jaring (mesh) 6 hingga 10 juta sel setiap domain telah digunakan. Profil Salur Masuk Rata dan 2% turbulens digunakan pada sempadan salur masuk. Turbulens dirawat menggunakan model k-ε.
Peringatan! Sila ambil perhatian bahawa ilustrasi yang ditunjukkan dalam Rajah 4 adalah contoh khusus, dibentangkan semata-mata untuk tujuan menggambarkan prinsip operasi dan membandingkan beberapa jenis seksyen sudut putar. Kes-kes ini tidak boleh ditafsirkan sebagai umum untuk setiap kes penggunaan. Untuk setiap sistem pengudaraan sebenar atau rangkaian hidraulik lain, parameter hidraulik khusus, saiz dan bentuk saluran, kekasaran dan ketidakteraturan struktur, ketidakhomogenan aliran dan parameter gas fizikal yang tepat mesti diambil kira untuk setiap titik pengiraan. Anda boleh memesan pengiraan sedemikian untuk sistem tertentu dengan menghubungi kami.
Kes reka bentuk berikut diterangkan:
- Seksyen sudut tanpa bilah pengarah.
- Seksyen sudut melengkung licin (r = ½ daripada ketinggian saluran) dengan pengarah aliran bengkok jejari. Penurunan tekanan juga bergantung pada bilangan dan geometri pengatur jarak saluran. Contoh dengan bilangan plat pemisah aliran udara berbentuk optimum yang diminimumkan ditunjukkan.
- Plat nipis melengkung jejari ringkas (tebal 10-20mm).
- Bilah pengarah tipikal yang tidak dioptimumkan daripada pesaing terdekat.
- Bilah pengarah Tunnel Tech (TTE-TV) dengan profil yang dioptimumkan.
Masalah paling ketara bagi saluran melengkung bulat dengan sebilangan kecil pemisah plat bengkok ringkas (atau tanpa bilah pengarah sama sekali) ialah corak pengedaran tekanan dan kelajuan pada salur keluar seksyen pusingan (Rajah 4, kes 2, lihat keratan rentas salur keluar). Corak ini menunjukkan bahawa kelajuan akan meningkat dari dinding luar ke dinding dalam setiap subdomain aliran, yang membawa kepada aliran tidak seragam, turbulens yang besar dan bunyi bising. Semakin kecil jejari pusingan, semakin besar kemungkinan pemisahan aliran, herotan medan tekanan dan kelajuan, tahap bunyi dan nilai penurunan tekanan.
Satu-satunya cara untuk mengatasi isu ini ialah jejari kelengkungan yang besar bagi seksyen sudut sedemikian dan peningkatan dalam bilangan bilah pengarah aliran udara. Di sinilah timbulnya masalah kedua – peningkatan ruang yang diperlukan untuk menampung selekoh sedemikian dan kos bahan bagi beberapa pengatur jarak saluran udara jejari, bersaiz mengikut keratan rentas saluran. Dalam sistem saluran yang besar, pelaksanaan selekoh jejari licin boleh membawa kepada struktur yang besar secara tidak munasabah, menjadikan pendekatan ini tidak praktikal dalam banyak senario, terutamanya di mana ruang adalah terhad. Ruang tambahan yang diperlukan ditunjukkan oleh garis putus-putus dalam Rajah 4, kes 2 di bawah. Seseorang mesti meningkatkan ketinggian dan lebar setiap pusingan dengan minimum ½ daripada saiz saluran. Untuk terowong angin litar tertutup, ini bermakna peningkatan dimensi bangunan sebanyak beberapa meter dalam setiap arah, yang membawa kepada kos sistem saluran yang lebih tinggi dan pelaburan modal yang lebih tinggi. Selain itu, setiap pembahagi aliran akan menelan kos yang sama seperti dinding saluran.
Rajah 4. Seksyen sudut dalam sistem saluran - perbandingan reka bentuk dan prestasi
Penyelesaian optimum untuk terowong angin dan pengudaraan perindustrian ialah bilah pengarah putar seksyen pusingan dengan profil sayap yang disusun di sepanjang pepenjuru seperti yang digambarkan dalam Rajah 4, kes 3-5.
Semua gambar CFD di atas sepadan dengan seksyen sudut saluran udara dengan salur masuk 2x2m pada kelajuan aliran udara 20 m/s, sebagai contoh, paling relevan dengan kes penggunaan skydiving dalaman dan terowong angin subsonik kelajuan rendah.
Rajah 4 kes 3 menunjukkan seksyen sudut dengan bilah pengarah ringkas yang diperbuat daripada kepingan logam bengkok nipis. Rajah 4 kes 4 ialah contoh terbaik bilah putar yang tersedia daripada pesaing terdekat TunnelTech. Kedua-duanya mempunyai panjang perentas yang lebih kecil dan bentuk kerajang udara yang tidak dioptimumkan, mengakibatkan ketidakseragaman aliran sisa pada salur keluar seksyen, rintangan aerodinamik yang lebih besar dan bunyi saluran udara. Bilah nipis yang diperbuat daripada kepingan logam bengkok ringkas biasanya melebihi tahap bunyi yang dibenarkan walaupun pada kelajuan udara rendah, dan pilihan dengan profil tebal dan pendek dengan nisbah perentas kepada ketebalan yang rendah juga akan mempunyai luas permukaan yang lebih kecil, yang tidak diingini dalam aplikasi di mana bilah pengarah yang disejukkan digunakan untuk pemindahan haba.
Di bahagian bawah Rajah 4 kes 5, sudut saluran udara yang dilengkapi dengan bilah pengarah Tunnel Tech berprestasi tinggi (untuk pesanan rujuk p/n berikut: TTE-TV-90) ditunjukkan. Seperti yang dapat dilihat daripada keratan rentas, aliran adalah lebih seragam dalam kes bilah pengarah yang diprofilkan dengan betul, yang membawa kepada penurunan tekanan yang lebih rendah dan turbulens yang rendah.
Profil tekanan/kelajuan udara salur keluar juga jauh lebih baik untuk seksyen sudut Tunnel Tech yang dilengkapi dengan bilah perentas panjang berbanding kes lain. Ini menghasilkan kualiti aerodinamik Tunnel Tech yang tiada tandingan, seperti yang dicerminkan dalam pelbagai ulasan oleh penerjun udara profesional dan pelanggan lain.
Semua data yang dibincangkan di atas, termasuk panjang perentas dan pilihan penyejukan juga tersedia dalam <strong>Jadual 1</strong>.
| Kes / Jenis bilah | ΔP (Pa) (*) | ξ (*) | Panjang perentas (mm) | Penyejukan |
|---|---|---|---|---|
| 1. Tiada bilah, pusingan tajam | 114 | 0.47 | — | Tidak |
| 2. Seksyen sudut melengkung licin | 41 | 0.17 | > 2000 | Tidak |
| 3. Plat nipis melengkung jejari ringkas | 80 | 0.33 | 250–500 | Tidak |
| 4. Bilah pengarah pesaing terdekat | 88 | 0.37 | 280 | Ya |
| 5. Bilah pengarah Tunnel Tech yang dioptimumkan | 57 | 0.24 | 500 | Ya |
Nilai pekali kehilangan hidraulik untuk julat kelajuan sehingga 100m/s bagi seksyen pusingan saluran dengan bilah TunnelTech dan pesaing, tanpa variasi disebabkan oleh pilihan data awal, diberikan dalam Rajah 5.
Butiran lanjut mengenai kehilangan hidraulik di sepanjang panjang saluran, rintangan setempat dan jumlah pekali kehilangan hidraulik diberikan di bawah.
Rajah 5. Perbandingan seksyen pusingan Tunnel Tech dan pesaing. Pekali kehilangan Hidraulik Darcy-Weisbach untuk geometri dan keadaan pengiraan awal yang sama.
Mengurangkan Turbulens untuk Pengiraan Keselamatan Hidraulik dan Struktur yang Boleh Dipercayai
Rajah 6. Skala turbulens seksyen bilah sudut Tunnel Tech (m) @ 20 m/s
Profil tekanan/kelajuan yang licin dan boleh diramal adalah amat penting untuk aplikasi di mana turbulens tinggi atau pemisahan aliran tidak boleh diterima, seperti terowong angin eksperimen, kemudahan skydiving dalaman dan aplikasi berkuasa tinggi. Fenomena parasit ini, serta denyutan tekanan yang disebabkan oleh pemisahan aliran dan turbulens berskala besar, juga tidak boleh diterima dalam pemasangan yang memerlukan ketiadaan getaran teraruh secara akustik dan di mana sebarang sisihan tekanan statik tidak dibenarkan disebabkan oleh keperluan kestabilan struktur saluran udara. Selain itu, aliran turbulen ini merupakan sumber bunyi yang biasa, seterusnya menjejaskan prestasi keseluruhan sistem dan keselesaan yang diberikan kepada pengguna akhir.
Ia juga harus dipertimbangkan bahawa ketidakteraturan aliran cenderung untuk terus berkembang dan bertambah kuat, jika pelurus khas, honeycomb, jaring penyah-turbulens atau peranti pengurusan aliran udara lain tidak digunakan [1-3]. Analisis dinamik gas yang tepat memerlukan pengiraan rintangan setiap elemen saluran udara seterusnya dengan mengambil kira profil tekanan/kelajuan salur masuk sebenar, yang dijana dalam elemen sebelumnya bagi rangkaian hidraulik. Untuk rangkaian hidraulik yang panjang, selalunya mustahil untuk melakukan simulasi CFD bagi keseluruhan sistem kerana dimensi yang besar. Untuk situasi sedemikian, pengiraan separa empirikal anggaran yang melibatkan nombor tanpa dimensi bendalir dan kriteria geometri [4] atau perisian berdasarkan kaedah sedemikian digunakan. Selain itu, pemodelan FEA untuk menentukan kestabilan struktur saluran biasanya dilakukan dengan medan tekanan statik yang stabil digunakan pada dinding saluran. Oleh itu, ketidakteraturan aliran teruk yang berkembang di hilir juga boleh memperkenalkan ralat ke dalam penyiasatan kritikal keselamatan bagi struktur galas beban.
Kaedah anggaran biasanya tidak menangani herotan profil kelajuan pada salur masuk ke elemen rangkaian hidraulik, dan paling baik mengambil kira sama ada profil itu dibangunkan atau belum dibangunkan (seragam), dan parameter lapisan sempadan. Dalam terowong angin dan sistem pengudaraan perindustrian, setiap pusingan aliran boleh menyebabkan ketidakseragaman dan pusaran aliran yang kuat, yang membawa kepada ketidakpastian dalam pengiraan rintangan hidraulik dalam rangkaian hidraulik yang panjang. Oleh itu, jika boleh, seseorang harus mengelakkan penampilan ketidakteraturan profil kelajuan yang besar.
Ia boleh dilihat dalam Rajah 6 dan daripada yang ditunjukkan di atas bahawa parameter seksyen pusingan dengan bilah pengarah TunnelTech adalah sedemikian rupa sehingga ia tidak mewujudkan gangguan aliran tambahan tetapi juga boleh digunakan untuk meredam pusaran dan ketidakseragaman di hilir seksyen pusingan. Oleh itu, seksyen putar dengan bilah TunnelTech juga boleh bertindak sebagai pelurus aliran yang berkesan, dipasang selepas kipas paksi, difuser saluran, penukar haba, seksyen ujian, percabangan atau penorehan ke dalam saluran, atau mana mana objek penjana turbulens lain.
Pekali Rintangan Setempat
Ciri-ciri rintangan setempat sudut pusingan boleh dikira menggunakan persamaan Darcy-Weisbach yang terkenal:
ΔP = ξ · ρ · v² / 2
Di mana:
- ΔP – jumlah kehilangan tekanan (penurunan tekanan) dalam Pa;
- ξ – pekali rintangan setempat (Darcy-Weisbach);
- ρ – ketumpatan bendalir (kg/m³);
- V – kelajuan bendalir pada keratan rentas salur masuk (m/s).
Parameter ini, yang menentukan kecekapan tenaga saluran udara, sangat bergantung pada reka bentuk bilah pengarah.
Menurut [4] jumlah rintangan elemen hidraulik kompleks boleh diwakili sebagai jumlah rintangan geseran panjang ξL dan rintangan setempat ξ0:
ξSUM = ξL + ξ0
Untuk saluran udara rektilinear, rintangan panjang adalah berkadar dengan panjang dan berkadar songsang dengan diameter hidraulik, yang dinyatakan oleh formula:
ξL = (L / D) · f
di mana f ialah faktor geseran Darcy.
Dalam kes paip berbentuk ringkas (iaitu bulatan, segi empat sama, heksagon), f boleh dinyatakan oleh kebergantungan tak linear hanya pada nombor Reynolds – lihat Bab 2 dalam [4] atau https://en.wikipedia.org/wiki/Darcy–Weisbach_equation
Faktor geseran f untuk paip bulat ringkas (saluran bulatan) dengan dinding licin, dengan profil aliran stabil yang dibangunkan pada salur masuk dan untuk rejim turbulen (nombor Reynolds Re > 4×103) boleh dikira dengan formula:
f = 1 / (1.81 · lg(Re) – 1.64)²
Untuk saluran sebenar, kekasaran juga mesti diambil kira.
Rajah 7 di bawah menunjukkan plot faktor geseran Darcy berbanding nombor Reynolds Re untuk pelbagai kekasaran dinding relatif, yang mula-mula diterbitkan oleh Nikuradze dalam [5-8]. Graf ini juga dikenali sebagai rajah Moody [9] atau korelasi Colebrook-White [10-11]. Kajian moden untuk paip licin boleh didapati dalam [12].
Rajah ini menunjukkan kebergantungan kompleks f(Re) untuk paip bulat yang mempunyai kekasaran berbeza. Untuk paip persegi dan paip bukan bulat lain, rajah akan menjadi lebih rumit. Oleh itu, rejim aliran (nombor Reynolds), bentuk saluran dan kekasaran dinding relatif mesti diambil kira.
Rajah 7. Rajah Moody (juga dikenali sebagai Nikuradze), menunjukkan faktor geseran Darcy–Weissbach fD diplotkan terhadap nombor Reynolds Re untuk pelbagai kekasaran relatif – Rajah asal: S Beck dan R Collins, Universiti Sheffield, Dikongsi di bawah CC BY-SA 4.0, wikimedia.org
Dalam kes saluran kasar sebenar, ia masih mungkin untuk mewakili jumlah rintangan sebagai jumlah ξSUM = ξL + ξ0 bagi rintangan panjang dan rintangan setempat.
Perwakilan jumlah ini memudahkan kajian parameter saluran, memandangkan rintangan setempat ξ0 boleh dikira untuk geometri elemen yang dipermudahkan – contohnya, dalam perumusan berkala masalah dengan domain pengiraan yang lebih kecil atau dalam versi 2D masalah. Perhatikan saiz besar domain pengiraan bagi contoh yang ditunjukkan dalam Rajah 4, di mana seksyen mempunyai ketinggian 3 dan panjang 18 meter, dan penumpuan grid mula kelihatan secukupnya pada saiz lebih daripada 10 juta elemen jaring. Varian perumusan masalah dengan keadaan berkala atau 2D untuk kes ini boleh mempunyai susunan magnitud bilangan elemen jaring yang lebih kecil, dan pengiraan ringkas setiap titik kelajuan untuk graf ΔP(v) hanya akan mengambil masa beberapa minit atau bahkan saat dan bukannya berjam-jam.
Oleh itu, pembahagian kepada jumlah dua rintangan boleh memudahkan pengiraan dengan ketara – seseorang boleh menentukan rintangan setempat ξ0 dengan cepat dan kemudian rintangan panjang ξL boleh ditambah. Yang terakhir boleh dianggarkan dengan cepat daripada jadual yang diketahui atau dengan formula anggaran menggunakan persamaan ringkas berdasarkan nombor tanpa dimensi dan parameter geometri saluran udara. Untuk elemen rangkaian hidraulik dan saluran dengan perubahan mendadak dalam arah aliran, (siku bersudut, selekoh licin, selekoh pada sudut berbeza dengan dan tanpa bilah pengarah), pendekatan dan kaedah yang serupa dibentangkan dalam Bab 6-1 dan 6-2 dalam Buku Panduan rintangan hidraulik [4] yang komprehensif.
Spesifikasi Teknikal
Data teknikal komprehensif untuk pengiraan kejuruteraan dan prestasi yang tepat.
Teknologi Penyejukan Bersepadu
Merevolusikan reka bentuk terowong, bilah pengarah kami menampilkan saluran penyejuk dalaman bersepadu—menyampaikan kecekapan pertukaran haba yang unggul tanpa menjejaskan kualiti aliran udara.
- Kapasiti pelesapan haba yang besar, berskala dari ratusan kilowatt hingga puluhan megawatt.
- Pengurusan haba yang cekap dengan sifar impak buruk terhadap turbulens aliran udara atau kualiti aliran.
- Direka dengan enam saluran penyejukan dalaman bersepadu setiap bilah untuk kecekapan haba maksimum
- Integrasi lancar dengan infrastruktur penyejukan air industri standard
Sorotan Produk
Bilah pengarah aliran udara Tunnel Tech (produk TTE-TV) berada di barisan hadapan teknologi ini, menawarkan kecekapan yang tiada tandingan dalam pengurusan aliran udara. Produk kami direka untuk pelbagai aplikasi, daripada kemudahan skydiving dalaman dan terowong angin kepada sistem HVAC dan pengudaraan, merangkumi reka bentuk aerodinamik dan kecekapan tenaga yang canggih.
Prestasi Seksyen Bilah Pengarah dalam Saluran Udara
Bilah pengarah aliran udara berprestasi tinggi Tunnel Tech menetapkan piawaian industri untuk kuasa dan kecekapan aerodinamik. Bilah pengarah penjimatan tenaga kami direka bentuk untuk meminimumkan geseran aerodinamik, memastikan aliran udara lancar dan mengurangkan penggunaan tenaga.
Bilah pengarah TunnelTech mempunyai ciri-ciri rintangan setempat saluran udara yang sangat baik. Parameter rintangan, dikira menggunakan persamaan Darcy-Weisbach, seperti yang diterangkan di atas, dibentangkan dalam rajah berikut (lihat Rajah 8 di bawah) dan dalam Lembaran Data Bilah Pengarah.
Secara amnya, untuk kes di mana saiz saluran tidak diketahui, nilai diberikan untuk elemen ideal yang menampilkan keadaan sempadan sisi berkala, tanpa mengambil kira sumbangan yang dibuat oleh rintangan dinding tambahan di sepanjang panjang, kekasaran dan pengaruh parameter setempat yang lain. Dalam Rajah 8 nilai untuk elemen sudut putar ideal dengan bilah Tunnel Tech diberikan, yang dikira dalam penghampiran jujukan berkala tak terhingga bagi susunan 15 bilah dengan keadaan sempadan berkala.
Rajah 8. Pekali rintangan setempat bilah pengarah Tunnel Tech dan penurunan tekanan yang sepadan.
Jika HVAC atau sistem hidraulik lain terdiri daripada saluran yang secara amnya tidak mengubah bentuk keratan rentas kawasan aliran di sepanjang laluan aliran, adalah mudah untuk menganggarkan kerintangan per unit panjang untuk pengiraan anggaran (untuk dianggarkan, sudah tentu, untuk keseluruhan julat kelajuan):
KL = ξL / L = f / Dh
di mana Dh ialah diameter hidraulik saluran. Nilai KL mudah ditentukan daripada buku rujukan, seperti yang dibincangkan di atas. Oleh itu, dengan mendarabkan ini dengan panjang, dan menambah nilai rintangan setempat ξ0 yang diperoleh daripada lembaran data atau dikira secara bebas, adalah mungkin untuk menganggarkan dengan cepat jumlah kehilangan tekanan dalam sistem.
ξSUM = KL · L + ξ0
Contoh ilustrasi di atas yang ditunjukkan dalam Rajah 4 bagi saluran persegi 2×2 meter dengan parameter gas dan kekasaran yang digunakan dalam pengiraan mempunyai kerintangan per unit panjang dalam susunan K<sub>L</sub> = ξ<sub>L</sub> / L ~ 2.1 Pa. Nilai ini terpakai apabila menilai saluran persegi tanpa mengambil kira selekoh, bilah atau peralatan dalaman lain. Untuk panjang penuh 21 meter yang dilalui oleh jisim udara di sepanjang saluran akan memberikan penurunan tekanan sebanyak ~44 Pascal. Menambah kepada ini nilai yang ditunjukkan dalam Rajah 8 (11 Pa untuk kelajuan 20 m/s yang diambil menurut Lembaran Data Bilah Pengarah (Jadual A.2.1) memberikan jumlah rintangan sebanyak 55 Pa untuk seksyen saluran persegi 2×2 sebenar dengan bilah putar di dalamnya. Nilai ini bersetuju dengan baik dengan nilai yang ditunjukkan dalam Rajah 4, kes 5.
Maklumat lanjut mengenai cara anggaran untuk mengira rintangan saluran dalam sebarang bentuk tanpa menggunakan kaedah CFD boleh didapati dengan mudah <a href="#references">[4]</a> atau kesusasteraan yang serupa.
Peringatan! Sila ambil perhatian bahawa contoh yang ditunjukkan dalam Rajah 4 hanyalah kes khas untuk menunjukkan operasi bilah putar dan tidak boleh digunakan untuk menilai saluran sewenang-wenangnya! Rajah 8 terpakai dalam konteks yang lebih luas, walau bagaimanapun, parameter khusus saluran pelanggan perlu dipertimbangkan. Setiap sistem khusus memerlukan analisis terperinci, yang boleh anda pesan daripada Tunnel Tech. Untuk pengiraan tepat rintangan hidraulik saluran dan penilaian pakar mengenai penggunaan tenaga peralatan pengudaraan atau terowong angin anda, sila hubungi kami.
Maklumat tambahan tentang perkhidmatan dan R&D juga boleh didapati di halaman Teknologi dan dalam bahagian Perkhidmatan.
Bilah Pengarah untuk Penyejukan dan Pemanasan Perindustrian
Unik dalam kalangan bilah pengarah untuk saluran udara perindustrian, produk kami menawarkan keupayaan untuk mengedarkan bahan pendingin pada kadar aliran yang tinggi, membolehkan penyejukan atau pemanasan udara yang cekap semasa ia melalui saluran. Ciri ini membuka kemungkinan baharu dalam peraturan terma untuk penggunaan bilah kawalan iklim dalaman dan penukar haba bersepadu saluran udara rintangan rendah, menyediakan pelanggan kami dengan penyelesaian serba boleh untuk keperluan aliran udara mereka.
Dinilai menggunakan kaedah pengiraan HTCL (Pekali Pemindahan Haba per meter Linear), yang mengukur fluks haba (dalam Watt) per meter panjang bilah pengarah untuk setiap Kelvin perbezaan suhu min logaritma (ΔTLMTD) antara udara luaran dan bahan pendingin bilah sudut, bilah pengarah kami direka bentuk untuk pelesapan haba yang berkesan merentasi pelbagai keadaan aliran udara, menjamin prestasi yang stabil dan peraturan suhu.
Parameter Pekali Pemindahan Haba untuk bilah pengarah yang disejukkan air dibentangkan dalam Rajah 9, untuk udara basah dan kering, di mana ΔP [kPa] mewakili perbezaan tekanan air antara port bilah salur masuk dan salur keluar (biru dan merah dalam Rajah 10).
Rajah 10. Saluran Penyejukan Bilah Pengarah
Rajah 9. Pekali HTCL. Udara kering (RH=0%) dan lembap (RH=90% pada 30 °C) pada perbezaan tekanan bahan pendingin (air) yang berbeza antara port saluran bahan pendingin salur masuk dan salur keluar.
Bilah Pengarah untuk Pemulihan Haba Sisa
Bilah pengarah yang disejukkan dengan saluran pertukaran haba bersepadu menawarkan penyelesaian serba boleh untuk pemulihan haba sisa merentasi pelbagai aplikasi. Apabila disepadukan ke dalam sistem pertukaran haba, bilah ini boleh menangkap tenaga terma berlebihan yang sebaliknya akan hilang, memindahkannya ke sistem pemulihan haba, dengan itu meningkatkan kecekapan keseluruhan sistem dengan ketara.
Dalam aplikasi praktikal, teknologi ini boleh digunakan dalam pelbagai bidang. Sebagai contoh, dalam proses perindustrian, bilah pengarah yang disejukkan boleh memulihkan haba sisa daripada gas ekzos dan mengubah halanya untuk memanaskan cecair atau udara yang masuk, dengan itu mengurangkan penggunaan tenaga. Dalam sistem HVAC, prinsip yang sama digunakan melalui peranti seperti ventilator pemulihan haba (HRV) dan ventilator pemulihan tenaga (ERV), yang memindahkan haba antara aliran udara ekzos dan udara masuk. Proses ini meminimumkan tenaga yang diperlukan untuk memanaskan atau menyejukkan udara yang masuk, yang membawa kepada penjimatan tenaga yang besar.
Selain itu, bilah pengarah yang disejukkan boleh disepadukan ke dalam sistem yang digunakan dalam penjanaan kuasa dan sektor tenaga boleh diperbaharui. Sebagai contoh, dalam sistem haba dan kuasa gabungan (CHP), haba sisa daripada penjanaan elektrik dipulihkan dan digunakan untuk tujuan pemanasan, meningkatkan kecekapan keseluruhan sistem. Dalam sistem tenaga geoterma, bilah ini boleh membantu menguruskan tenaga terma yang diekstrak dari bumi, mengoptimumkan proses pemindahan haba.
Dalam inisiatif tenaga hijau dan boleh diperbaharui, pemulihan haba sisa memainkan peranan penting dalam mengurangkan jejak karbon dan meningkatkan kemampanan sistem tenaga. Pendekatan ini sejajar dengan prinsip pembuatan tanpa pembaziran (lean manufacturing) dengan meningkatkan kecekapan sumber dan mengurangkan kos operasi melalui pengurusan haba yang berkesan. Tambahan pula, dalam projek ESG, menggabungkan teknologi sedemikian menunjukkan komitmen untuk meminimumkan kesan alam sekitar dan mengoptimumkan penggunaan sumber, sejajar dengan matlamat kemampanan yang lebih luas.
Pemulihan Haba – Projek Berkaitan
Tunnel Tech mempunyai pengalaman luas dalam melaksanakan projek yang melibatkan pertukaran haba dan sistem HVAC yang direka untuk pemulihan haba sisa menggunakan bilah pengarah yang disejukkan. Dengan menyepadukan bilah ini ke dalam persediaan pertukaran haba, direka bentuk untuk menangkap dan menggunakan semula tenaga terma yang sebaliknya akan hilang, Tunnel Tech membolehkan pemulihan haba sisa yang lebih berkesan daripada pelbagai proses perindustrian dan komersial. Pendekatan ini bukan sahaja meningkatkan kecekapan tenaga tetapi juga menyokong matlamat kemampanan dengan mengurangkan penggunaan tenaga dan kos operasi.
Aplikasi
Bilah pengarah kami berkhidmat untuk pelbagai industri dan aplikasi
Sistem HVAC
| Bangunan Komersial | Pengoptimuman sistem saluran; Kecekapan tenaga; Mengurangkan kos operasi; Meningkatkan kesihatan dan keselamatan dengan mengurus kualiti dan suhu udara secara cekap; |
| Kompleks Kediaman | Pastikan persekitaran tempat tinggal yang selesa dengan kualiti dan aliran udara yang optimum; Meningkatkan kesihatan dan keselamatan; |
| Pusat Data | Bilah pengarah aliran udara pengurusan haba mengekalkan tahap suhu dan kelembapan kritikal untuk prestasi dan jangka hayat pelayan; |
Sistem Pengudaraan Kejuruteraan Awam
| Hospital dan Kemudahan Penjagaan Kesihatan | Bilah pengarah beroperasi senyap menyediakan kawalan kualiti udara yang penting untuk melindungi pesakit dan kakitangan; Meningkatkan kesihatan dan keselamatan dengan mengurus kualiti dan suhu udara secara cekap |
| Institusi Pendidikan | Wujudkan persekitaran pembelajaran yang kondusif melalui peredaran udara yang dipertingkatkan |
Kawalan Alam Sekitar
| Elektronik, Bioteknologi, Teknologi Makanan dan Kemudahan Berteknologi Tinggi Lain / Bilik Bersih | Kawal suhu dan kelembapan untuk pengeluaran berteknologi tinggi dan mendesak; Bilah pengarah penyaman udara mengekalkan piawaian aliran udara yang ketat untuk pembuatan dan penyelidikan |
| Arena Sukan | Pastikan keselesaan dan keselamatan untuk atlet dan penonton |
Aplikasi Perindustrian dan Khusus
| Pembinaan dan Penyelenggaraan Terowong | Tingkatkan kualiti udara dan keselamatan untuk pekerja dalam persekitaran terowong; |
| Kemudahan Perindustrian | Pengoptimuman sistem saluran; Kecekapan tenaga; Pembangunan mampan; Mengurangkan kos operasi; |
| Faundri dan kemudahan tugas berat | Kecekapan tenaga; Mengurangkan kos operasi; Pemulihan tenaga haba sisa; Penyahkarbonan dan ESG; Saluran udara HVAC tugas berat; Pengurusan haba; |
| Kejuruteraan Marin | Tingkatkan sistem pengudaraan pada kapal dan kapal selam untuk keselesaan kru dan kebolehpercayaan peralatan; |
| Perlombongan dan Pembinaan Bawah Tanah | Sediakan pengudaraan penting ke tapak perlombongan dan struktur bawah tanah lain untuk mengurangkan risiko keadaan berbahaya; |
Setiap aplikasi ini mendapat manfaat yang ketara daripada reka bentuk dan fungsi termaju bilah pengarah TunnelTech, menandakan lonjakan ke hadapan dalam pengurusan aliran udara yang cekap. Dengan memilih bilah pengarah udara seretan rendah TunnelTech, pelanggan boleh menjangkakan bukan sahaja untuk memenuhi tetapi melebihi matlamat prestasi sistem mereka, sambil
- •mengurangkan penggunaan tenaga * sehingga 30%
- •mengurangkan bunyi * sebanyak 60%, berbanding dengan saluran udara konvensional.
* – hasil eksperimen untuk geometri terowong angin TT45Pro.
Untuk pertanyaan dan butiran lanjut tentang cara bilah pengarah kami boleh disesuaikan untuk memenuhi keperluan khusus, sila hubungi pasukan kami. Jadikan TunnelTech rakan kongsi anda dalam mencapai penyelesaian pengurusan aliran udara yang optimum.
Pemasangan & Penyelenggaraan
- •Dimensi dan Spesifikasi
Sahkan dimensi saluran dan spesifikasi bilah pengarah sebelum pemasangan
- •Pilihan Pemasangan
Tersedia dalam konfigurasi pengapit, bolt dan kimpalan
- •Pengendalian Beban
Ikut garis panduan pengendalian beban untuk pengangkutan dan kedudukan yang selamat
- •Pemasangan Langkah demi Langkah
Arahan pemasangan terperinci disediakan dengan setiap penghantaran produk
- •Jadual Pemeriksaan
Pemeriksaan visual yang kerap untuk memastikan penjajaran bilah dan integriti struktur
- •Prosedur Pembersihan
Pembersihan berkala untuk membuang habuk dan serpihan yang terkumpul pada permukaan bilah
- •Pemantauan Haus dan Lusuh
Pantau tanda-tanda kakisan, hakisan atau kerosakan mekanikal
- •Panduan Penyelesaian Masalah
Atasi isu biasa seperti getaran, bunyi bising atau kecekapan aliran udara yang berkurangan
Dokumentasi
Maklumat teknikal mengenai pemasangan seksyen sudut terowong angin Tunnel Tech dan parameter bilah pengarah tersedia dalam lembaran data komprehensif untuk produk TTE-TSA dan TTE-TV. Dokumentasi ini mengandungi maklumat mengenai pilihan reka bentuk, rintangan setempat untuk sudut pusingan aliran 90 darjah mendatar dan menegak, serta parameter hidraulik dan pemindahan haba untuk bilah pengarah yang disejukkan.
Muat Turun Lembaran Data TTE-TSA (PDF)Rujukan dan Penerbitan Berkaitan
Maklumat tambahan mengenai reka bentuk dan pengoptimuman bilah putar untuk terowong angin, sistem saluran perindustrian, saluran HVAC dan peralatan pengurusan aliran udara, pelurus kipas dan lain-lain boleh didapati di pautan di bawah:
- 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.
Lihat juga:
- Carta Moody: en.wikipedia.org/wiki/Moody_chart
- Darcy-Weisbach: en.wikipedia.org/wiki/Darcy–Weisbach_equation
- Faktor geseran: en.wikipedia.org/wiki/Fanning_friction_factor, en.wikipedia.org/wiki/Darcy_friction_factor_formulae
- Kehilangan geseran: en.wikipedia.org/wiki/Friction_loss