Melhor maneira de se livrar de fluxos turbulentos?

Estou fazendo uma instalação de teste para bombas. Esta instalação deve poder suportar 500 m ³ / h com a menor turbulência possível. A bacia em si tem 5 metros de comprimento, 2,5 metros de largura e 2 metros de altura. O nível da água na bacia é mantido em 1,9 metros.

A bacia é projetada em duas seções: a primeira é onde o fluxo de descarga entra na bacia (o tubo termina a cerca de 1 metro do fundo). Nessa área, a água flui livremente.

Depois disso, ele deve fluir sobre o muro de contenção (1,7 m de altura), o que deve criar um fluxo um tanto uniforme.

Existem soluções melhores para fazer isso?

Uma outra idéia que tenho é um muro de contenção, mais ou menos assim:

Isso resulta em três placas com faixas de recorte.

A idéia por trás disso é ter um fluxo mais uniforme em toda a bacia, em vez de um transbordamento, criando uma pequena turbulência lá.

water-resources turbulence flow-control

— Arjo
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Você tem requisitos mais específicos? Você pode sugerir um número ou critério adequado de Reynolds para turbulência?

— willpower2727

O muro de contenção está ali para facilitar o fluxo? Qual é o objetivo de tentar eliminar a turbulência na sua banheira - é quase certo que você tenha turbulência na sucção da bomba nesses fluxos.

— Chuck

@ willpower2727 Estive pesquisando em Reynolds, mas acho difícil encontrar uma boa solução para fazer esse cálculo. Qual seria um bom objetivo? devo usar a área acima da parede como área de superfície?

— Arjo

@Arjo eu raramente fazer cálculos de fluidos, mas você pode olhar para encontrar um diâmetro hidráulico para a banheira: en.wikipedia.org/wiki/Hydraulic_diameter

— willpower2727

Não sou especialista, mas consideraria substituir a parte superior da partição sólida (acima do nível das aberturas dos tubos de descarga) por duas camadas de algum tipo de malha ou peneira metálica. Presumo que o tanque seja mantido razoavelmente cheio (1,5 - 1,8 m) durante um teste.

— Dave Tweed

Respostas:

Supondo que você queira minimizar a turbulência na região da bomba, provavelmente precisará usar endireitadores de fluxo em algum lugar a montante da bomba. Você precisaria estudar o diâmetro e o comprimento ideais dos alisadores. O MIT simplesmente usou canudos para fazer isso em um túnel de vento. Aqui estão alguns dos artigos mais conhecidos sobre o assunto:

Reduzindo a turbulência do túnel de água por meio de um favo de mel por Lumley e McMahon
Controle da turbulência de fluxo livre por meio de favos de mel: um equilíbrio entre supressão e geração por Loehrke e Nagib

— Wes
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Nos túneis de vento, geralmente são usadas malhas e / ou favos de mel para reduzir a turbulência.

No entanto, para realmente obter baixa turbulência, provavelmente não é suficiente adicionar um único componente às suas instalações. Suspeito que você precise avaliar o design geral. Alguns tipos de difusores nas extremidades dos tubos podem ser úteis. Se você observar o fluxo atrás dos pilares da ponte, poderá ver que a turbulência pode ser preservada em escalas de longo tempo também na água.

Isso não é trivial.

— Robin
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