Hydeter Diameter: Pagkalkula ng Pipe, Rectangle, Ellipse, FAQs

Talaan ng nilalaman

Kahulugan ng haydrolika diameter

Ang bilog na pinakasimpleng hugis, pinakamadaling anyo ng mga kalkulasyon ay nagmumula habang nakikipag-usap sa mga pabilog na seksyon ng krus. Kapag dumadaloy ang likido sa pamamagitan ng isang hindi paikot na maliit na tubo, binago namin ang seksyon ng cross sa pabilog para sa mga maginhawang kalkulasyon. Ang bagong nagmula sa diameter ng pabilog na seksyon na ito ay tinatawag bilang diameter ng haydroliko. Ito ay tinukoy bilang Dh. Samakatuwid, mahahanap natin ang parehong mga resulta para sa isang di-pabilog na maliit na tubo bilang pabilog na maliit na tubo sa pamamagitan ng paggamit ng konsepto ng haydroliko na diameter.

Equation ng diameter ng haydroliko

Ang diameter ng haydroliko ay matatagpuan gamit ang pormulang ibinigay sa ibaba-

Dh = \ frac {4A} {P}

                                                                                                                      
Saan,
Dh ay diameter ng haydroliko
Ang A ay lugar ng di-pabilog na seksyon ng krus
Ang P ay ang wetted perimeter ng di-pabilog na seksyon ng cross

Ang diameter ng haydroliko ay isang pagpapaandar ng haydroliko radius Rh, na maaaring matagpuan sa pamamagitan ng paghahati ng lugar ng cross section, A sa pamamagitan ng wetted perimeter, P.

Hydeter Diameter: Pagkalkula ng Pipe, Rectangle, Ellipse, FAQs

Tandaan na ang Dh = 4Rh

Ang ugnayan na ito ay naiiba mula sa maginoo na ugnayan sa pagitan ng diameter at radius (ie D = 2R). Ang pagkakaiba na ito ay lilitaw lamang habang nagko-convert ng mga hindi sekular na seksyon ng krus sa pabilog.

Tandaan- Ang batas ng pag-iingat ng momentum ay nasiyahan habang kinakalkula ang diameter ng haydroliko. Gayundin, ang diameter ng haydroliko ay hindi katulad ng normal na diameter. Dh ay pareho lamang para sa pabilog na mga conduit.

diameter ng haydroliko
Simpleng representasyon ng diameter ng haydroliko

Ang diameter ng haydroliko at ang bilang ni Reynold


Ang numero ni Reynold ay ginagamit sa mga likido sa likido at paglipat ng init upang makita ang uri ng daloy, laminar o magulong. Ginamit ang diameter ng haydroliko sa pormula upang makalkula ang numero ni Reynold.
Ang numero ni Reynold ay ang ratio ng puwersang inertia sa mga puwersang malapot. Ito ay isang walang sukat na bilang na pinangalanan pagkatapos ng siyentipikong Irlandes na si Osborne Reynolds na nagpasikat sa konseptong ito noong 1883.

Ipinapakita ng bilang na ito ang epekto ng lapot sa pagkontrol sa tulin ng dumadaloy na likido. Ang isang linear profile ng lapot ay nabuo kapag ang daloy ay laminar. Sa daloy ng Laminar, ang likido ay dumadaloy sa isang paraan na lumilitaw na parang dumadaloy ito sa mga parallel layer. Ang mga layer na ito ay hindi intersect bawat isa at ilipat nang walang anumang pagkagambala sa pagitan nila. Ang ganitong uri ng daloy ay karaniwang nangyayari sa mabagal na bilis. Sa mabagal na bilis, ang paghahalo ng dalawang mga layer ay hindi nagaganap at ang mga likido ay dumadaloy sa mga layer na nakasalansan sa isa't isa.

Ang daloy ng laminar ay tumutulong sa amin upang masukat ang daloy ng mataas na likidong likido habang ang ganitong uri ng daloy ay nagbibigay ng isang tuwid na ugnayan sa pagitan ng rate ng daloy at pagbagsak ng presyon. Ang mga kanais-nais na kondisyon para sa daloy ng laminar ay ang mataas na lapot at mababang bilis. Sa higit na bilis, ang mga likido na partikulo ay nagsisimulang kumilos sa ibang paraan na nagreresulta sa paghahalo ng mga layer ng likido. Ang nasabing paghahalo ay nagbibigay ng kaguluhan at samakatuwid ang pangalang magulong daloy. Ang magulong daloy ay kanais-nais kapag kinakailangan ng tamang paghahalo ng likido. Ang isang tulad halimbawa ay paghahalo ng gasolina sa oxidizer sa mga rocket engine. Ang kaguluhan ay tumutulong sa masusing paghahalo ng likido.
Ang numero ni Reynold ay maaaring kalkulahin mula sa equation na ibinigay sa ibaba-

                                                            Hydeter Diameter: Pagkalkula ng Pipe, Rectangle, Ellipse, FAQs

Saan,
Re ang numero ni Reynold
ikaw ay nangangahulugang bilis ng tulin (sa m / s)
Ang ν ay kinematic viscosity (sa m2/ s)
Ang Dh ay diameter ng haydroliko (sa m)

Sa isang pabilog na tubo,
Daloy ng laminar, Re <2000
Transient flow, 2000 <Re <4000
Magulong daloy, Re> 4000

Para sa isang patag na plato,
Daloy ng laminar, Re <5,00,000
Magulong daloy, Re> 5,00,000

Hydeter Diameter: Pagkalkula ng Pipe, Rectangle, Ellipse, FAQs

Ang diameter ng haydroliko ng pabilog na tubo | haydroliko diameter ng silindro

Ang mga pabilog na tubo ay karaniwang ginagamit na mga tubo para sa pagdadala ng likido / gas mula sa isang lugar patungo sa iba pa (kahit na para sa malalayong distansya). Ang mga pipeline ng tubig ay totoong halimbawa ng buhay ng mga pabilog na duct na ginagamit para sa pagdadala ng likido. Ang mga tubo na ito ay maaaring magdala ng malalaking distansya tulad ng mula sa mga istasyon ng filter ng tubig sa mga bahay pati na rin ang mga maikling distansya tulad ng ground water tank hanggang sa tanke ng tubig sa terasa. Ang diameter ng haydroliko ng pabilog na tubo ay ibinibigay ng-

Dh = \ frac {4 \ Pi R ^ {2}} {2 \ Pi R} = 2R

                                                                      
Saan,
Ang R ay ang radius ng pabilog na seksyon ng cross.

Hydeter Diameter: Pagkalkula ng Pipe, Rectangle, Ellipse, FAQs

Ang diameter ng haydroliko ng hugis-parihaba na maliit na tubo


Ginagamit ang mga parihabang duct kapag ang spacing ay isang isyu. Bukod dito, ang mga parihabang duct ay madaling gawa-gawa at mabawasan ang pagkawala ng presyon. Gumagamit ang mga air conditioner ng mga parihaba na duct upang maiwasan ang pagkawala ng presyon. Ang diameter ng haydroliko ng hugis-parihaba na maliit na tubo ay ibinibigay ng-

Dh = \ frac {4ab} {2 (a + b)} = \ frac {2ab} {a + b}


                                                                         
Saan,

a at b ang haba ng mas malaki at mas maikli ang mga gilid.

Hydeter Diameter: Pagkalkula ng Pipe, Rectangle, Ellipse, FAQs
Para sa square cross section,

a = b

Dh = \ frac {2a ^ {2}} {2a} = a

Saan,
a ang haba ng bawat panig ng parisukat.

Ang haydroliko na lapad ng pagpapawalang bisa


Minsan, upang madagdagan / mabawasan ang rate ng paglipat ng init, dalawang likido ang naipapasa sa isang tubo ng anular na tulad ng isang likido na dumadaloy sa labas ng isa pa. ang rate ng paglipat ng init ay apektado ng pagkilos ng dalawang likido. Ang diameter ng haydroliko ng pagpapawalang bisa ay ibinibigay ng-    

Dh = \ frac {4 (\ frac {\ Pi} {4}) (D ^ {2} -d ^ {2})} {\ Pi (D + d)} = Dd



Kung saan ang D at d ay mga diameter ng panlabas na bilog at panloob na bilog ayon sa pagkakabanggit.

Hydeter Diameter: Pagkalkula ng Pipe, Rectangle, Ellipse, FAQs


                                                                           

Ang haydroliko na diameter ng tatsulok

Dh=\frac{(\frac{\sqrt{3}}{4})l^{2}}{3l}=\frac{l}{4\sqrt{3}}



Saan,
l ang haba ng bawat panig.


Hydeter Diameter: Pagkalkula ng Pipe, Rectangle, Ellipse, FAQs
                                                   

Ang haydroliko na diameter ng ellipse

Dh=\frac{4wh(64-16e^{2})}{(w+h)(64-3e^{4})}

Saan,

e = \ frac {wh} {w + h}

Ang diameter ng haydroliko ng plate heat exchanger | haydroliko diameter ng shell at tubo exchanger ng init


Ang mga heat exchanger ay mga thermal device na ginagamit para sa paglilipat ng init mula sa isang likido patungo sa iba pa upang mabawasan / taasan ang temperatura ng likido ayon sa ninanais. Maraming mga uri ng mga nagpapalitan ng init ang umiiral na kung saan ang pinaka-karaniwang ginagamit ay mga palitan at palitan ng init na tubo ng shell. Ang mga likido ay maaaring maipasa sa pamamagitan ng heat exchanger sa dalawang paraan. Sa unang uri, ang parehong mainit at malamig na likido ay na-injected sa parehong direksyon samakatuwid, ito ay tinatawag na parallel flow heat exchanger. Sa pangalawang uri, ang mga likido ay ipinapasa sa tubo sa kabaligtaran ng mga direksyon samakatuwid ito ay tinatawag bilang isang counter flow heat exchanger.

Batay dito, ang evaporator at condenser ay dinisenyo. Sa evaporator, ang temperatura ng mainit na likido ay mananatiling pareho habang ang malamig na likido ay nagiging mas mainit. Sa condenser, ang temperatura ng malamig na likido ay mananatiling pareho at bumababa ang temperatura ng mas mainit na likido.

Ang rate ng paglipat sa heat exchanger ay ibinibigay sa pamamagitan ng sumusunod na

Para sa mainit na likido: Qh = mh Cph (Thi - Tho )
Para sa malamig na likido: Qc = mc Cpc (Tco - Tci )

Sa pamamagitan ng pangangalaga ng enerhiya,
Init na nawala ng mainit na likido = init na nakuha ng malamig na likido.
=> Qh = Qc

Saan,
Qh nagsasaad ng init na nawala ng mainit na likido
Qc nagsasaad ng init na nakuha ng malamig na likido
Thi ay ang temperatura ng mainit na likido sa papasok
Tho ay ang temperatura ng mainit na likido sa outlet
Tci ay ang temperatura ng malamig na likido sa papasok
Tco ay ang temperatura ng malamig na likido sa outlet
mh ay ang masa ng mainit na likido (sa Kg)
mc ay ang masa ng malamig na likido (sa Kg)
Cph ang tiyak na init ng mainit na likido (sa J / K-Kg)
Cpc ang tiyak na init ng malamig na likido (sa J / K-Kg)

Sa mga plate heat exchanger, binabawasan ng init ang seksyon at pinaghihiwalay ang mainit at malamig na likido. Ang ganitong uri ng heat exchanger ay ginagamit sa maraming mga pang-industriya na aplikasyon. Ginagamit ang mga ito sa heat pump, mga sistema ng paglamig ng langis, sistema ng paglamig ng makina, mga sistema ng pag-iimbak ng thermal atbp.
Ang plate heat exchanger ay may isang parihaba / parisukat na cross section samakatuwid, ang diameter ng haydroliko ay ibinibigay ng-

                                                                                     

Dh = \ frac {2ab} {a + b}



Saan,
Ang a at b ay haba ng mas maikling bahagi at mas mahabang gilid ayon sa pagkakabanggit.

Hydeter Diameter: Pagkalkula ng Pipe, Rectangle, Ellipse, FAQs
Plate heat exchanger
Ng Imahe kredito: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Plate_frame_1.svg



Sa shell at tube type heat exchanger, ang mga tubo ay naka-install sa isang cylindrical shell. Ang parehong mainit at malamig na likido ay ipinapasa sa mga tubo na ito sa isang paraan na ang isang likido ay dumadaloy sa labas ng iba pang likido. Dahil dito, ang init ay inililipat mula sa isang likido patungo sa isa pa. Ang shell exchanger ng uri ng shell ay malawakang ginagamit sa mga industriya pangunahin sa mga proseso ng kemikal at aplikasyon kung saan kinakailangan ang mataas na presyon.
Ang shell tube heat exchanger ay may annular cross section kaya't, ang diameter ng haydroliko ay ibinibigay ng

                                                                               Dh = Dd
Hydeter Diameter: Pagkalkula ng Pipe, Rectangle, Ellipse, FAQs
Shell at tube heat exchanger
Ng Imahe kredito: Straight-tube heat exchanger 2-pass

Katumbas na lapad kumpara sa diameter ng haydroliko


Ang katumbas na diameter at diameter ng haydroliko ay magkakaiba sa mga halaga. Ang diameter ng pabilog na maliit na tubo na nagbibigay ng parehong pagkawala ng presyon tulad ng hugis-parihaba na maliit na tubo para sa pantay na daloy ay tinatawag na katumbas na diameter. Kahit na ang mga pabilog na duct ay may hindi bababa sa lugar sa ibabaw para sa ibinigay na pagkawala ng presyon, hindi sila angkop para sa katha. Ang mga parihabang duct ay madaling gawa-gawa kaya't ginagamit ito sa mga praktikal na kaso. Kapag ang rate ng daloy at pagbagsak ng presyon ay kilala, pagkatapos ay upang magdisenyo ng isang hugis-parihaba na maliit na tubo, gumagamit kami ng tsart ng alitan upang makita ang katumbas na lapad at pagkatapos ay kinakailangan ng mga sukat sa pamamagitan ng pag-aayos ng ilang mga parameter tulad ng aspeto ratio o haba ng anumang isang panig.

Ang ratio ng haba ng mas maikliang bahagi sa mas mahabang gilid ay tinawag bilang ratio ng aspeto.
                                                              Hydeter Diameter: Pagkalkula ng Pipe, Rectangle, Ellipse, FAQs 

AR = \ frac {a} {b}

Maaari kaming makahanap ng katumbas na lapad ng Huebscher na katumbas na diameter equation. Ipinapakita ito sa ibaba-
                  

De = \ frac {1.30 (ab) ^ {0.625}} {(a + b) ^ {0.25}}


Saan,

Ang a at b ay haba ng mas maikling bahagi at mas mahabang gilid ayon sa pagkakabanggit.

Kamakailang mga pag-aaral ay napagpasyahan na ang katumbas na diameter na nagmula sa mga empirical na relasyon, ay hindi maaasahan habang kinakalkula ang pagkawala ng presyon sa mga tubo. Samakatuwid, gumagamit kami ng diameter ng haydroliko sa lahat ng mga kaso.


Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng diameter ng haydroliko, katumbas na diameter at haba ng katangian sa mga likido ng likido at paglipat ng init?


Ang diameter ng haydroliko, tulad ng tinalakay nang mas maaga, ay ang bagong nakuha na lapad mula sa isang hindi paikot na maliit na tubo na ang mga katangian ng daloy ay mananatiling pareho. Ginamit ang diameter ng haydroliko para sa pagkalkula ng numero ni Reynold na tumutulong sa amin na maunawaan kung ang daloy ay laminar, pansamantala o magulo.

Ang diameter ng pabilog na maliit na tubo na nagbibigay ng parehong pagkawala ng presyon tulad ng hugis-parihaba na maliit na tubo para sa pantay na daloy ay tinatawag na katumbas na diameter.

Ang pagkawala ng presyon sa isang tubo ay ibinibigay ng equation ng Darcy-Weisbach-  

\ Delta p = \ frac {\ rho flv ^ {2}} {2D}

Saan,

Ang density ay ang density ng likido (kg / m ^ 3)
D ay ang diameter ng haydroliko ng tubo (sa m)
l ang haba ng tubo (sa m)
Ang v ay ang ibig sabihin ng bilis ng daloy (sa m / s) Ang haba ng katangian ay karaniwang dami ng isang system na hinati sa lugar ng ibabaw nito.
Maaari itong katumbas ng diameter ng haydroliko sa ilang mga kaso.

Matematika,

Lc = Vibabaw/Aibabaw

Para sa square duct-
Lc = a

Para sa parihabang duct-

Lc = \ frac {2ab} {a + b}



Sa paglipat ng init, ginagamit ang haba ng katangian para sa pagkalkula ng numero ng Nusselt. Ang ratio ng convective heat transfer sa conductive heat transfer ay tinawag bilang numero ng Nusselt. Ipinapakita nito kung anong uri ng heat transfer ang nangingibabaw.
Numero ng Nusselt, ang Nu ay ibinibigay ng-

Nu = \ frac {hLc} {k}


saan,
h ay convective heat resist
Ang haba ng L ay katangian
k ay thermal conductivity

Ang bilang ng halagang 1 sa Nusselt ay kumakatawan sa paglipat ng init ng dalisay na pagpapadaloy, habang tumataas ang bilang ng Nusselt, ang paglipat ng init sa pamamagitan ng kombeksyon ay patuloy na tumataas. Kapag ang halaga ng numero ng Nusselt ay papalapit sa 100-1000, nangingibabaw ang koneksyon ng paglipat ng init. Ang halaga ng numero ng Nusselt ay hindi maaaring mas mababa sa 1, maaari itong mas malaki sa 1 o katumbas ng 1. Ang halaga ng numero ng Nusselt ay palaging pare-pareho para sa ganap na nabuo na daloy ng laminar. Para sa isang kumplikadong hugis, ang mga lokal na numero ng Nusselt para sa ibabaw ay kinakalkula at pagkatapos ay isang average na numero ng Nusselt ay kinakalkula gamit ang mga lokal na numero ng Nusselt. Ginagamit ang average na numero ng Nusselt para sa pagkuha ng karagdagang mga konklusyon.

Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng haydroliko radius at haydroliko lalim / haydroliko lalim na lalim?


Mayroong isang maling kuru-kuro na ang haydroliko radius at haydroliko lalim ay pareho. Pareho silang magkakaiba ng kahulugan at may hawak na indibidwal na kahalagahan habang sinusukat ang mga likidong likido. Ang konsepto ng haydroliko na radius at lalim ng haydroliko ay tinalakay nang detalyado sa ibaba.

Ang ratio ng cross sectional area ng daloy sa wetted perimeter ay tinatawag na hydraulic radius.
Rh = A / P

Ang ratio ng cross sectional area ng daloy sa libreng ibabaw ng tubig o tuktok na lapad ng ibabaw ay tinatawag na lalim ng haydroliko.

Hd = A / T

saan,

Ang A ay ang cross sectional area ng daloy
Ang T ay ang lapad hanggang sa tuktok na ibabaw o libreng ibabaw.

Sa matematika, pareho ang ibig sabihin ng lalim ng haydroliko at haydroliko na radius.

Ano ang pisikal na kahalagahan ng diameter ng haydroliko sa likido at thermal na agham?


Sa praktikal, ang numero ni Reynold ay ginagamit upang suriin ang pag-uugali o likas na katangian ng daloy ng likido. Ito naman ay tumutulong sa amin sa paghahanap ng numero ng Nusselt na pagkatapos ay ginagamit upang mahanap ang rate ng paglipat ng init mula sa saradong daanan.
Samakatuwid, ang numero ni Reynold ay isang napakahalagang numero na walang dimensyon na gumaganap ng isang mahalagang papel sa parehong likido at thermal na agham. Ngunit upang mahanap ang numero ni Reynold, kailangan muna naming hanapin ang haydroliko na diameter ng saradong tubo. Para sa mga di-pabilog na seksyon ng krus, ang diameter ng haydroliko ay nagbibigay ng isang halaga ng diameter na tulad ng mga katangian ng daloy na ito ay katumbas ng isang pabilog na seksyon ng krus.

Ang ratio ng convective heat transfer sa conductive heat transfer ay tinawag bilang numero ng Nusselt.

Ang numero ng Nusselt ay ibinibigay sa pamamagitan ng sumusunod na ugnayan-

Para sa daloy ng laminar: Nu = 0.332 Re0.5 Pr0.33
Para sa magulong daloy: Nu = 0.039 Re0.8 Pr0.33

Saan,
Tinukoy ni Re ang numero ni Reynold
Tinukoy ng Pr ang bilang ng Prandtl


Ang ratio ng momentum diffusivity sa thermal diffusivity ay tinatawag bilang Numero ng Prandtl. Pinangalan ito pagkatapos ng siyentipikong Aleman na si Ludwig Prandtl. Ang numerong walang dimensyon na ito ay tumutulong sa amin sa mga kalkulasyon na nauugnay sa sapilitang at natural na kombeksyon ng init. Ang kahalagahan nito ay makakatulong ito sa amin na pag-aralan ang ugnayan sa pagitan ng momentum transport at thermal transport na kapasidad ng likido.

Ang bilang ng Prandtl ay kinakalkula ng formula na ibinigay sa ibaba-

Pr = \ frac {\ mu Cp} {k}

Saan,
Ang Pr ay bilang ng Prandtl
Ang µ ay pabago-bagong lagkit
Ang Cp ay tiyak na init

Tandaan na ang numero ng Nusselt ay maaari ding matagpuan gamit ang ugnayan: Nu = hLc / k, kapag alam namin ang mga halaga ng convective at conductive heat resistances.

Sa mga simpleng salita, ang diameter ng haydroliko ay bumubuo ng batayan para sa paghahanap ng pag-uugali ng daloy at rate ng paglipat ng init mula sa likido na dumadaloy sa isang saradong tubo. Sa pamamagitan nito, nagdudulot din ito sa amin ng madaling mga kalkulasyon sa pamamagitan ng pag-convert ng isang hindi paikot na daluyan sa isang pabilog.


Tungkol kay Abhishek

Hydeter Diameter: Pagkalkula ng Pipe, Rectangle, Ellipse, FAQsAko, si Abhishek Khambhata, ay sumunod sa Btech sa Mechanical Engineering. Sa buong apat na taon ng aking engineering, nag-disenyo at naglipad ako ng mga walang sasakyan na sasakyang panghimpapawid. Ang aking forte ay likido na mekaniko at thermal engineering. Ang aking proyekto sa ika-apat na taon ay batay sa pagpapahusay ng pagganap ng mga walang sasakyan na sasakyang panghimpapawid na gumagamit ng solar na teknolohiya. Gusto kong kumonekta sa mga taong may pag-iisip.

en English
X