گردابهای جریان پدیدههای جذابی هستند که در کاربردهای مختلف مهندسی و علمی، بهویژه در تونلهای باد، نقش اساسی دارند. به عنوان یک تامین کننده گرداب جریان، من عمیقاً به درک چگونگی شکل گیری این گرداب ها پرداخته ام. در این وبلاگ، علم تشکیل آنها را در تونلهای باد شرح میدهم، نمونههای واقعی را به اشتراک میگذارم، و همچنین جریانسنجهای گردابی درجه یک خود را معرفی میکنم که میتوانند این جریانها را به دقت اندازهگیری کنند.
مبانی تونل های باد
ابتدا اجازه دهید در مورد تونل های باد صحبت کنیم. تونل باد یک گذرگاه مهر و موم شده است که در آن هوا با سرعت کنترل شده بر روی یک مدل یا یک شی دمیده می شود. دانشمندان و مهندسان از تونل های باد برای بررسی اثرات جریان هوا در اطراف چیزهایی مانند هواپیما، اتومبیل و ساختمان ها استفاده می کنند. هوای داخل تونل باد را میتوان به روشهای مختلف به جریان انداخت و یکی از جالبترین الگوهای جریان، تشکیل گردابها است.
نحوه شکل گیری گرداب های جریان در تونل های باد
جداسازی لایه مرزی
لایه مرزی لایه نازکی از هوا است که در یک تونل باد به سطح جسم می چسبد. هنگامی که هوای جاری بر روی یک جسم با تغییر ناگهانی در شکل جسم، مانند لبه تیز یا منحنی مواجه می شود، لایه مرزی می تواند از سطح جدا شود. این جداسازی ناحیه ای با فشار کم در پشت جسم ایجاد می کند. سپس هوای پرفشار از ناحیه اطراف به سمت داخل می رود تا این ناحیه کم فشار را پر کند و با انجام این کار، شروع به چرخش می کند. این چرخش شروع یک گرداب است.
به عنوان مثال، اگر یک صفحه صاف در یک تونل باد داشته باشید و ناگهان یک گوشه تیز در انتهای صفحه وارد کنید، لایه مرزی در آن گوشه جدا می شود. هوا شروع به غلتیدن به صورت گردابی می کند که می تواند به صورت توده ای چرخان از هوا در پشت صفحه دیده شود.
تعامل جریان ها
راه دیگری که گرداب ها تشکیل می شوند از طریق تعامل جریان های مختلف هوا است. در یک تونل باد، جریان های هوای متعددی با سرعت ها و جهت های مختلف وجود دارد. هنگامی که این جریان ها به هم می رسند، می توانند نیروهای برشی ایجاد کنند. نیروهای برشی زمانی رخ می دهند که دو لایه مجاور سیال با سرعت های متفاوت حرکت کنند. تفاوت سرعت باعث پیچ و تاب هوا می شود و منجر به تشکیل گرداب می شود.
دو جریان هوا را در یک تونل باد تصور کنید که یکی سریع و دیگری کند جریان دارد. هنگامی که آنها با هم تماس پیدا می کنند، هوای سریع سعی می کند هوای کند حرکت را همراه خود بکشد. این فعل و انفعال یک حرکت چرخشی ایجاد می کند و با گذشت زمان، یک گرداب کاملاً مشخص می تواند تشکیل شود.
موانع در جریان
موانعی که در مسیر جریان هوا در تونل باد قرار می گیرند نیز می توانند باعث تشکیل گرداب شوند. هنگامی که هوا به مانعی برخورد می کند، باید در اطراف آن جریان یابد. هوای کنارههای مانع مجبور به افزایش سرعت میشود، در حالی که هوای مستقیم جلوی مانع کند میشود. این اختلاف سرعت باعث ایجاد گرادیان فشار می شود. سپس هوا از ناحیه پرفشار جلوی مانع به ناحیه کم فشار پشت آن حرکت می کند و این حرکت منجر به تشکیل گرداب می شود.
به یک استوانه فکر کنید که در یک تونل باد قرار گرفته است. همانطور که هوا در اطراف سیلندر جریان دارد، یک جفت گرداب در سمت پایین دست ایجاد می کند. این گرداب ها در جهت متناوب هستند و به عنوان خیابان گرداب فون کارمان شناخته می شوند.
مفاهیم واقعی - جهانی از گرداب های جریان در تونل های باد
گرداب های جریان در تونل های باد کاربردهای زیادی در دنیای واقعی دارند. در صنعت هوافضا، درک تشکیل گرداب برای طراحی بال های هواپیمای کارآمدتر بسیار مهم است. مهندسان با مطالعه چگونگی شکل گیری گرداب ها و تعامل با بال، می توانند کشش را کاهش دهند و بالابر را بهبود بخشند. این منجر به هواپیماهای با مصرف سوخت بیشتر و عملکرد کلی بهتر می شود.
در صنعت خودرو، آزمایشهای تونل باد با تحلیل گردابی به طراحی خودروهایی که آیرودینامیکتر هستند کمک میکند. گرداب ها می توانند باعث کشش شوند که باعث کاهش راندمان سوخت خودرو می شود. با به حداقل رساندن تشکیل گرداب در اطراف بدنه خودرو، سازندگان می توانند سرعت خودرو را بهبود بخشند و اثرات زیست محیطی آن را کاهش دهند.
فلومترهای گردابی ما
ما به عنوان تامین کننده جریان گرداب، طیفی از فلومترهای گردابی با کیفیت بالا را ارائه می دهیم که برای اندازه گیری دقیق جریان سیالات، از جمله هوا در تونل های باد، طراحی شده اند. این کنتورها بر اساس اصل ریزش گردابی هستند. هنگامی که یک سیال از کنار جسم بلوف (شئی که باعث جدایی جریان می شود) می گذرد، گرداب ها با فرکانس متناسب با سرعت سیال ریخته می شوند.
مافرستنده جریان سنج ورتکس با دمای بالا برای اندازه گیری بخار مناسب استبرای کاربردهایی که بخار با دمای بالا نیاز به اندازه گیری دارد عالی است. می تواند در برابر دمای شدید مقاومت کند و همچنان خوانش دقیقی را ارائه دهد.
رافلومتر با دمای بالا ورتکس متریک گزینه عالی دیگر است این برای مدیریت سیالات با دمای بالا طراحی شده است و می تواند در فرآیندهای مختلف صنعتی استفاده شود.
اگر به طور خاص به دنبال اندازه گیری جریان بخار هستید، ماجریان سنج بخارانتخاب ایده آل است دقت و قابلیت اطمینان بالایی را ارائه می دهد و اطمینان حاصل می کند که دقیق ترین اندازه گیری ها را دریافت می کنید.
چرا محصولات ما را انتخاب کنید
کنتورهای جریان گرداب ما با آخرین تکنولوژی و مواد با کیفیت بالا ساخته شده اند. نصب و نگهداری آنها آسان است و با پشتیبانی مشتری عالی همراه هستند. چه یک موسسه تحقیقاتی که آزمایش های تونل باد را انجام می دهد یا یک شرکت صنعتی که به دنبال اندازه گیری جریان سیال است، محصولات ما می توانند نیازهای شما را برآورده کنند.
برای تهیه با ما تماس بگیرید
اگر به محصولات گرداب جریان ما علاقه مند هستید و می خواهید در مورد اینکه چگونه آنها می توانند برای پروژه شما مفید باشند، بیشتر بدانید، در تماس با آنها درنگ نکنید. ما اینجا هستیم تا به تمام سوالات شما پاسخ دهیم و به شما کمک کنیم راه حل مناسبی برای نیازهای اندازه گیری جریان خود پیدا کنید. بیایید در مورد اینکه چگونه محصولات ما می توانند عملکرد شما را بهبود بخشند، گفتگو را شروع کنیم.
مراجع
- Schlichting, H., & Gersten, K. (2017). نظریه لایه مرزی. اسپرینگر.
- اندرسون، جی دی (2017). مبانی آیرودینامیک مک گراو - آموزش و پرورش هیل.
- White, FM (2016). مکانیک سیالات مک گراو - آموزش و پرورش هیل.
