Höntzsch-可視化氣體旋轉流

Höntzsch-可視化氣體旋轉流


可視化氣體旋轉流

旋轉流模型,適用於研究、教學和可視化展示

應用
如何向人們解釋看不見的物理現象?例如管道中氣體是如何流動的。管道中有彎管時氣流是怎樣流動的?整流器的作用是什麼?管道橫截面上某點的流速是多少?此模型可為您展示管道中旋轉流的流動方式。只要流體對稱地流過中心葉輪,它就保持靜止。另一方面,如果發生徑向流動,則除了軸向力外,徑向力還作用在葉輪上,並推動葉輪開始旋轉。

旋轉流模型已用於可視化旋流的空氣/氣體流動的教學中,並且也為我們各個合作夥伴與客戶就旋轉流及其影響的技術交流提供了有益的支持,還可幫助工程師設計管道系統。通過此模型能幫助用戶認識到經過優化的無旋轉流管道的重要性,它是研究、教學和實踐的理想工具。

技術參數
尺寸:1.675 x 450 x 1.264 mm
重量:45 kg
連接電源:230VAC,帶觸點保護

如何將旋轉流可視化?

流量和流速測量通常需要根據介質、溫度、壓力和其他參數選擇相應的流量計,而順利進行流量測量的前提是均勻對稱的流體流動。如此才能從管道中心點的流速推算出平均流速,進而計算體積流量。實際工況中,閘閥、閥門和彎管會造成複雜的流體流動,影響精準測量。

一方面這些因素使流體產生徑向流速,導致最高流速點偏離管道橫截面中心點。
受軸向擾動的流動特性

Höntzsch-流動特性徑向剖面圖

流動特性徑向剖面圖


另一方面,徑向流分量會在管道中產生旋轉流,增加流量精準測量的困難度。

Höntzsch-旋轉流

旋轉流


當透明管道中的葉輪開始旋轉時,可以推斷此時管道中有旋轉氣流,因為只有徑向氣流才能推動葉輪旋轉。此時可測量管道中的流速,旋轉流的影響可以被量化。



旋轉流模型由哪些部分組成?

模型兩端各有一個彎管,他們之間是相連通的。初始狀態時,通過的氣流中沒有旋轉流。當其中一個彎管被扭至另一個方向後,氣流中會產生旋轉流,葉輪開始轉動。此時推入整流器可消除旋轉流。這個實驗清楚地闡明了整流器的作用。


為何研究旋轉流具有重大的經濟意義?

由於帶有旋轉流的湍流在很多應用中存在並且有重大影響,因此對旋轉流的研究越來越受到人們的關注。例如旋轉氣流可幫助燃燒器充分燃燒,還可以分離不同大小的顆粒物。


旋轉流的不良影響有哪些?

其中一種影響是旋流能導致流量計的測量誤差,因此研究減少旋轉流影響具有重大的經濟意義。例如大型管道中的燃料和天然氣的流量測量,旋轉流引起的錯誤測量結果會導致計費差異,甚至會產生安全風險。


旋轉流會產生哪些後果?

當氣流中有旋轉流時,管道中的氣體是螺旋式前進的。與同流速的無旋轉氣流相比,這些氣體微團在管道中運動的路徑更長,這會導致更高的壓力損失。而壓力損失則意味著能量損耗和更高的成本。這個運動軌跡可通過此模型間接性地被看到。


如何將旋轉流可視化?

當管道中有橫向氣流時,Höntzsch模型中的葉片上會同時受到橫向和徑向的推力,橫向力能推動葉輪開始旋轉。


旋轉流模型的應用領域有哪些?

旋轉流模型可以在學校的研究和教學中以及工程師和碩士的培訓中應用。這個旋流模型可以幫助熱力學、流體力學和過程工程專業的學生體驗到有/無旋轉流的流動現象。結合合適的流量計,可以使用它進行各種實驗。對於從業者,旋流模型是一種輔助工具,可幫助他們設計和定義管道的幾何形狀和測量點。

旋流模型還可以幫助我們的合作夥伴在與客戶溝通時提供建議。


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