A**********n
发帖数: 824 | 1 外行做了以下思考/计算，心里没有底，哪位流体专家评说两句。
水从一个开放的水池子下部流入并流出（流入流出的流量相同），水流的动压导致静压
下降，水面的一部分将下降，如果静压为零，一部分水面会下降到水的流动部分，既，
会出现大量空气被卷入的情况。
为避免空气被卷入，必须保证静压>０。在水流流量（流速）一定的情况下，只能增加
总压（静压=总压-动压），也就是增加水深。因为是一个开放的水池子，流入的总压无
论多高都会被释放，所以总压应该是水深。 |
j***n
发帖数: 1471 | 2 我觉得你该组织一下你的思绪，很多句子看不懂，什么叫流入的总压无论多高都会被释
放，什么叫总压应该是水深？
画个图说明一下更好。 |
A**********n
发帖数: 824 | 3 谢谢，见附件。
Sorry, 外行抓不住重点,"释放"大概是外行话。
总压应该是水深：附件图中的水在静止时的水深是总压，我认为这个总压和水循环时的
总压相等。
流入的总压无论多高都会被释放：因为这是一个开放到大气的水池，水池中不可能保持
住这个压力。压力太高，会不会冲出水面，或许和入口方向有关。这一点，特别想请专
家赐教。
【在 j***n 的大作中提到】
: 我觉得你该组织一下你的思绪，很多句子看不懂，什么叫流入的总压无论多高都会被释
: 放，什么叫总压应该是水深？
: 画个图说明一下更好。
|
s********s
发帖数: 316 | 4 水池跟水管的相对大小是多少？如果水池相对很大的话，可否假设为静水？还是说你想
解决的问题就是要考虑水在水池里的流动？
【在 A**********n 的大作中提到】
: 谢谢，见附件。
: Sorry, 外行抓不住重点,"释放"大概是外行话。
: 总压应该是水深：附件图中的水在静止时的水深是总压，我认为这个总压和水循环时的
: 总压相等。
: 流入的总压无论多高都会被释放：因为这是一个开放到大气的水池，水池中不可能保持
: 住这个压力。压力太高，会不会冲出水面，或许和入口方向有关。这一点，特别想请专
: 家赐教。
|
A**********n
发帖数: 824 | 5 谢谢。
我想解决的问题是：我需要极高的流量（数千gallons per minute）循环，至少需要多
大，特别是多高的水池子？我用Dynamic pressure=water density*g*h 计算了水池子
的高度。但心里没有底。计算Dynamic pressure的流速是：流量/进口的截面积。
如果水池子太浅，我担心大量空气会被卷入，那就是水循环失败。
【在 s********s 的大作中提到】
: 水池跟水管的相对大小是多少？如果水池相对很大的话，可否假设为静水？还是说你想
: 解决的问题就是要考虑水在水池里的流动？
|
s********s
发帖数: 316 | 6 我觉得可以这么考虑：如果池子可以设计得很大的话(可能不可以)，入口处的动能大部
分都会被损耗掉，具体会损耗掉多少有经验公式可以套用，这种情况肯定不会有你说的
空气被卷入的情况；如果池子大小跟入口差不多，就要考虑流体粘性，Bernoulli方程
不适用了就，你用的水头的方法就失效了，这种情况比较复杂，我不知道有没有经验公
式可以用。仅供参考，说得不一定对哈。
【在 A**********n 的大作中提到】
: 谢谢。
: 我想解决的问题是：我需要极高的流量（数千gallons per minute）循环，至少需要多
: 大，特别是多高的水池子？我用Dynamic pressure=water density*g*h 计算了水池子
: 的高度。但心里没有底。计算Dynamic pressure的流速是：流量/进口的截面积。
: 如果水池子太浅，我担心大量空气会被卷入，那就是水循环失败。
|
A**********n
发帖数: 824 | 7 池高1.5米，长2米，宽0.6米。入口出口在侧面但下部，直径等待设计：6英寸到16英寸
。入口出口设在0.6米宽的那两个面。
假设16英寸入口出口，4000加仑/分钟。这时，Bernoulli方程不适用？
【在 s********s 的大作中提到】
: 我觉得可以这么考虑：如果池子可以设计得很大的话(可能不可以)，入口处的动能大部
: 分都会被损耗掉，具体会损耗掉多少有经验公式可以套用，这种情况肯定不会有你说的
: 空气被卷入的情况；如果池子大小跟入口差不多，就要考虑流体粘性，Bernoulli方程
: 不适用了就，你用的水头的方法就失效了，这种情况比较复杂，我不知道有没有经验公
: 式可以用。仅供参考，说得不一定对哈。
|
y*b
发帖数: 39 | 8 看完猜你的问题可能有一个地方的假设不对，池子入口处是一个孔径突然放大的结构，
虽然你的泵的流速可以很大，但一旦进入池子，速度会立刻降低很多，因此池内的动压
不会很大，水面会提高。
【在 A**********n 的大作中提到】
: 外行做了以下思考/计算，心里没有底，哪位流体专家评说两句。
: 水从一个开放的水池子下部流入并流出（流入流出的流量相同），水流的动压导致静压
: 下降，水面的一部分将下降，如果静压为零，一部分水面会下降到水的流动部分，既，
: 会出现大量空气被卷入的情况。
: 为避免空气被卷入，必须保证静压>０。在水流流量（流速）一定的情况下，只能增加
: 总压（静压=总压-动压），也就是增加水深。因为是一个开放的水池子，流入的总压无
: 论多高都会被释放，所以总压应该是水深。
|
A**********n
发帖数: 824 | 9 谢谢。
是这样，在1.5米*0.6米的面的下部，一个16英寸（约0.4米）园孔。
1。不明白“水面会提高”。因为入出口的流量相同，加上质量守恒，平均水面不应该
升高。
2。就我提供的数据，我的计算能实际应用否？
3。（忘记我做的计算）简单的说，就我提供的数据，你觉得这样的循环可行否？
即，是否会有空气卷入？
【在 y*b 的大作中提到】
: 看完猜你的问题可能有一个地方的假设不对，池子入口处是一个孔径突然放大的结构，
: 虽然你的泵的流速可以很大，但一旦进入池子，速度会立刻降低很多，因此池内的动压
: 不会很大，水面会提高。
|
A**********n
发帖数: 824 | 10 对不起，问的太多了。你要忙就算了。
最后，非常感谢。 |
|
|
y*b
发帖数: 39 | 11 对，水面保持不变，如果进出流量相同的话。
当静压太低时，低到水的沸点，会发生水的汽化(pump choke)，但如果水面不变，为什
么会有空气卷入呢？
【在 A**********n 的大作中提到】
: 谢谢。
: 是这样，在1.5米*0.6米的面的下部，一个16英寸（约0.4米）园孔。
: 1。不明白“水面会提高”。因为入出口的流量相同，加上质量守恒，平均水面不应该
: 升高。
: 2。就我提供的数据，我的计算能实际应用否？
: 3。（忘记我做的计算）简单的说，就我提供的数据，你觉得这样的循环可行否？
: 即，是否会有空气卷入？
|
A**********n
发帖数: 824 | 12 谢谢讨论.
我觉得水面会出现中间低两边高,或者相反,大概我的想法不对.但是,曾经做过如图的小
实验.当时,流量相同,只是改变了流速.
【在 y*b 的大作中提到】
: 对，水面保持不变，如果进出流量相同的话。
: 当静压太低时，低到水的沸点，会发生水的汽化(pump choke)，但如果水面不变，为什
: 么会有空气卷入呢？
|
y*b
发帖数: 39 | 13 看图后觉得当流速低的情况可以近似看成池内流速分布均匀（很小），所以液面水平。
当入口流速很大，类似喷射流，在入口附近会形成局部低压，远离入口处流速又趋近于
零，高压，所以会有液面倾斜。如此看来，如果进口出口都是大流速，应该是中间高，
两边低的水面。
【在 A**********n 的大作中提到】
: 谢谢讨论.
: 我觉得水面会出现中间低两边高,或者相反,大概我的想法不对.但是,曾经做过如图的小
: 实验.当时,流量相同,只是改变了流速.
|
l*******G
发帖数: 1191 | 14 If the tank is well mixed and inflow and outflow are steady then no problem.
Reason there will be surface elevation slope change is flow rates on two
sides are different! Avoid sudden start of flow, meaning open the hose
slowly . If can't do that, then the simplest solution is to put a mixer
inside the tank such as a under water fan. The fan can be simply two blades
rotating passively in the tank if the inflow and outflow are positioned
asymmetrically, e.g. near diagonal corners at the bottom do tank. The
problem is less pronounced if the tank is circular. |
l*******G
发帖数: 1191 | 15 If the tank is well mixed and inflow and outflow are steady then no problem.
Reason there will be surface elevation slope change is flow rates on two
sides are different! Avoid sudden start of flow, meaning open the hose
slowly . If can't do that, then the simplest solution is to put a mixer
inside the tank such as a under water fan. The fan can be simply two blades
rotating passively in the tank if the inflow and outflow are positioned
asymmetrically, e.g. near diagonal corners at the bottom do tank. The
problem is less pronounced if the tank is circular. |
l*******G
发帖数: 1191 | 16 If the tank is well mixed and inflow and outflow are steady then no problem.
Reason there will be surface elevation slope change is flow rates on two
sides are different! Avoid sudden start of flow, meaning open the hose
slowly . If can't do that, then the simplest solution is to put a mixer
inside the tank such as a under water fan. The fan can be simply two blades
rotating passively in the tank if the inflow and outflow are positioned
asymmetrically, e.g. near diagonal corners at the bottom do tank. The
problem is less pronounced if the tank is circular. |
l*******G
发帖数: 1191 | 17 If the tank is well mixed and inflow and outflow are steady then no problem.
Reason there will be surface elevation slope change is flow rates on two
sides are different! Avoid sudden start of flow, meaning open the hose
slowly . If can't do that, then the simplest solution is to put a mixer
inside the tank such as a under water fan. The fan can be simply two blades
rotating passively in the tank if the inflow and outflow are positioned
asymmetrically, e.g. near diagonal corners at the bottom do tank. The
problem is less pronounced if the tank is circular. |
l*******G
发帖数: 1191 | 18 If the tank is well mixed and inflow and outflow are steady then no problem.
Reason there will be surface elevation slope change is flow rates on two
sides are different! Avoid sudden start of flow, meaning open the hose
slowly . If can't do that, then the simplest solution is to put a mixer
inside the tank such as a under water fan. The fan can be simply two blades
rotating passively in the tank if the inflow and outflow are positioned
asymmetrically, e.g. near diagonal corners at the bottom do tank. The
problem is less pronounced if the tank is circular. |
j***n
发帖数: 1471 | 19 My humble option
也就是说你只要保证水箱出口处在稳定循环下被水覆盖就行了。
【在 A**********n 的大作中提到】
: 外行做了以下思考/计算，心里没有底，哪位流体专家评说两句。
: 水从一个开放的水池子下部流入并流出（流入流出的流量相同），水流的动压导致静压
: 下降，水面的一部分将下降，如果静压为零，一部分水面会下降到水的流动部分，既，
: 会出现大量空气被卷入的情况。
: 为避免空气被卷入，必须保证静压>０。在水流流量（流速）一定的情况下，只能增加
: 总压（静压=总压-动压），也就是增加水深。因为是一个开放的水池子，流入的总压无
: 论多高都会被释放，所以总压应该是水深。
|
j***n
发帖数: 1471 | 20 FYI
【在 A**********n 的大作中提到】
: 外行做了以下思考/计算，心里没有底，哪位流体专家评说两句。
: 水从一个开放的水池子下部流入并流出（流入流出的流量相同），水流的动压导致静压
: 下降，水面的一部分将下降，如果静压为零，一部分水面会下降到水的流动部分，既，
: 会出现大量空气被卷入的情况。
: 为避免空气被卷入，必须保证静压>０。在水流流量（流速）一定的情况下，只能增加
: 总压（静压=总压-动压），也就是增加水深。因为是一个开放的水池子，流入的总压无
: 论多高都会被释放，所以总压应该是水深。
|
|
|
x3
发帖数: 616 | 21 最高是中间偏出口，次高是出口，最低是入口
看这个video
http://www.wiley.com/college/munson/0470262842/videos/ch8/V8_10
水池入口是exit flow,水池出口是entrance flow
【在 A**********n 的大作中提到】
: 谢谢讨论.
: 我觉得水面会出现中间低两边高,或者相反,大概我的想法不对.但是,曾经做过如图的小
: 实验.当时,流量相同,只是改变了流速.
|
N***r
发帖数: 2539 | 22 看了楼主的问题以及各位的回复，我也思考了一下。提几点建议。
1, 1.5x2x0.6 m 尺寸的tank，才1.8m^3的体积，流量4000gpm,相当于0.25m^3/s。我知
道进出平衡，但你的tank才能维持不到8秒的存储，直觉就是系统很不稳定。这么大家
伙，就得有大tank来稳定。
2, 1.5x2x0.6 m 尺寸的tank，4000gpm的流量，如果用16”的管道，进出口速度大概是
2m/s, 如果用6寸的管道，速度大概是14m/s。这种程度的混合，在tank里伯努利方程
基本上就不适用了。注意伯努利方程是通过对动量方程在连续流线上的积分得到的。
3, 反过来讲，如果你的tank很大，伯努利方程反而又能用了。不过仍然不应该用在
tank里，而是用在进（出）口水管核tank之间。一般来说，从进口管到tank，kinetic
energy认为被全部损失了，LOSS = K * (0.5 * rho * u * u) 并且 K＝1，从tank到出
口管K取0.5左右（取不同的值如果做roundup）。
4, CFD 可能有所帮助。
5, 4000gpm，得多大一泵啊。。。估摸着比你的tank小不了多少了。这种级别的设计最
好找专业人士帮忙，板上的人就算能帮谁能负这个责。
6, 害怕水面不平，放块漂浮的垫子就能帮助很多了，也可以减少气泡的产生和夹带。
7, jntan同学混淆了energy conservation 和 伯努利方程，dynamics energy in
general is called kinetic energy. |
N***r
发帖数: 2539 | 23 还有，我的感觉，如果你真这么设计系统，运行起来会是这样的：
开动之前，先是把池子灌满了水。一按电闸，水泵亢亢亢一转，池子里的水唏哩哗啦一
顿飞溅，顷刻间池子里的水就剩下一半了，大量气泡混入出口管道，进入水泵，水泵又
是一顿亢亢亢，坏了。赶紧关闸吧，同学。 |
j***n
发帖数: 1471 | 24 我这个根本不是伯努力方程，是能量守恒方程。伯努力方程是能量守恒方程在不考虑流
体的总压损失，或者说变成热耗散掉的能量损失的情况下，也就是你说的在同一不间断
的流线上才能使用，但是遇上湍流，流线断了，出现大量能量转变为热耗散掉的情况，
就不能用。
kinetic
【在 N***r 的大作中提到】
: 看了楼主的问题以及各位的回复，我也思考了一下。提几点建议。
: 1, 1.5x2x0.6 m 尺寸的tank，才1.8m^3的体积，流量4000gpm,相当于0.25m^3/s。我知
: 道进出平衡，但你的tank才能维持不到8秒的存储，直觉就是系统很不稳定。这么大家
: 伙，就得有大tank来稳定。
: 2, 1.5x2x0.6 m 尺寸的tank，4000gpm的流量，如果用16”的管道，进出口速度大概是
: 2m/s, 如果用6寸的管道，速度大概是14m/s。这种程度的混合，在tank里伯努利方程
: 基本上就不适用了。注意伯努利方程是通过对动量方程在连续流线上的积分得到的。
: 3, 反过来讲，如果你的tank很大，伯努利方程反而又能用了。不过仍然不应该用在
: tank里，而是用在进（出）口水管核tank之间。一般来说，从进口管到tank，kinetic
: energy认为被全部损失了，LOSS = K * (0.5 * rho * u * u) 并且 K＝1，从tank到出
|
A**********n
发帖数: 824 | 25 （感谢大家，在27楼回复了各位）
外行做了以下思考/计算，心里没有底，哪位流体专家评说两句。
水从一个开放的水池子下部流入并流出（流入流出的流量相同），水流的动压导致静压
下降，水面的一部分将下降，如果静压为零，一部分水面会下降到水的流动部分，既，
会出现大量空气被卷入的情况。
为避免空气被卷入，必须保证静压>０。在水流流量（流速）一定的情况下，只能增加
总压（静压=总压-动压），也就是增加水深。因为是一个开放的水池子，流入的总压无
论多高都会被释放，所以总压应该是水深。 |
j***n
发帖数: 1471 | 26 我觉得你该组织一下你的思绪，很多句子看不懂，什么叫流入的总压无论多高都会被释
放，什么叫总压应该是水深？
画个图说明一下更好。 |
A**********n
发帖数: 824 | 27 谢谢，见附件。
Sorry, 外行抓不住重点,"释放"大概是外行话。
总压应该是水深：附件图中的水在静止时的水深是总压，我认为这个总压和水循环时的
总压相等。
流入的总压无论多高都会被释放：因为这是一个开放到大气的水池，水池中不可能保持
住这个压力。压力太高，会不会冲出水面，或许和入口方向有关。这一点，特别想请专
家赐教。
【在 j***n 的大作中提到】
: 我觉得你该组织一下你的思绪，很多句子看不懂，什么叫流入的总压无论多高都会被释
: 放，什么叫总压应该是水深？
: 画个图说明一下更好。
|
s********s
发帖数: 316 | 28 水池跟水管的相对大小是多少？如果水池相对很大的话，可否假设为静水？还是说你想
解决的问题就是要考虑水在水池里的流动？
【在 A**********n 的大作中提到】
: 谢谢，见附件。
: Sorry, 外行抓不住重点,"释放"大概是外行话。
: 总压应该是水深：附件图中的水在静止时的水深是总压，我认为这个总压和水循环时的
: 总压相等。
: 流入的总压无论多高都会被释放：因为这是一个开放到大气的水池，水池中不可能保持
: 住这个压力。压力太高，会不会冲出水面，或许和入口方向有关。这一点，特别想请专
: 家赐教。
|
A**********n
发帖数: 824 | 29 谢谢。
我想解决的问题是：我需要极高的流量（数千gallons per minute）循环，至少需要多
大，特别是多高的水池子？我用Dynamic pressure=water density*g*h 计算了水池子
的高度。但心里没有底。计算Dynamic pressure的流速是：流量/进口的截面积。
如果水池子太浅，我担心大量空气会被卷入，那就是水循环失败。
【在 s********s 的大作中提到】
: 水池跟水管的相对大小是多少？如果水池相对很大的话，可否假设为静水？还是说你想
: 解决的问题就是要考虑水在水池里的流动？
|
s********s
发帖数: 316 | 30 我觉得可以这么考虑：如果池子可以设计得很大的话(可能不可以)，入口处的动能大部
分都会被损耗掉，具体会损耗掉多少有经验公式可以套用，这种情况肯定不会有你说的
空气被卷入的情况；如果池子大小跟入口差不多，就要考虑流体粘性，Bernoulli方程
不适用了就，你用的水头的方法就失效了，这种情况比较复杂，我不知道有没有经验公
式可以用。仅供参考，说得不一定对哈。
【在 A**********n 的大作中提到】
: 谢谢。
: 我想解决的问题是：我需要极高的流量（数千gallons per minute）循环，至少需要多
: 大，特别是多高的水池子？我用Dynamic pressure=water density*g*h 计算了水池子
: 的高度。但心里没有底。计算Dynamic pressure的流速是：流量/进口的截面积。
: 如果水池子太浅，我担心大量空气会被卷入，那就是水循环失败。
|
|
|
A**********n
发帖数: 824 | 31 池高1.5米，长2米，宽0.6米。入口出口在侧面但下部，直径等待设计：6英寸到16英寸
。入口出口设在0.6米宽的那两个面。
假设16英寸入口出口，4000加仑/分钟。这时，Bernoulli方程不适用？
【在 s********s 的大作中提到】
: 我觉得可以这么考虑：如果池子可以设计得很大的话(可能不可以)，入口处的动能大部
: 分都会被损耗掉，具体会损耗掉多少有经验公式可以套用，这种情况肯定不会有你说的
: 空气被卷入的情况；如果池子大小跟入口差不多，就要考虑流体粘性，Bernoulli方程
: 不适用了就，你用的水头的方法就失效了，这种情况比较复杂，我不知道有没有经验公
: 式可以用。仅供参考，说得不一定对哈。
|
y*b
发帖数: 39 | 32 看完猜你的问题可能有一个地方的假设不对，池子入口处是一个孔径突然放大的结构，
虽然你的泵的流速可以很大，但一旦进入池子，速度会立刻降低很多，因此池内的动压
不会很大，水面会提高。
【在 A**********n 的大作中提到】
: 外行做了以下思考/计算，心里没有底，哪位流体专家评说两句。
: 水从一个开放的水池子下部流入并流出（流入流出的流量相同），水流的动压导致静压
: 下降，水面的一部分将下降，如果静压为零，一部分水面会下降到水的流动部分，既，
: 会出现大量空气被卷入的情况。
: 为避免空气被卷入，必须保证静压>０。在水流流量（流速）一定的情况下，只能增加
: 总压（静压=总压-动压），也就是增加水深。因为是一个开放的水池子，流入的总压无
: 论多高都会被释放，所以总压应该是水深。
|
A**********n
发帖数: 824 | 33 谢谢。
是这样，在1.5米*0.6米的面的下部，一个16英寸（约0.4米）园孔。
1。不明白“水面会提高”。因为入出口的流量相同，加上质量守恒，平均水面不应该
升高。
2。就我提供的数据，我的计算能实际应用否？
3。（忘记我做的计算）简单的说，就我提供的数据，你觉得这样的循环可行否？
即，是否会有空气卷入？
【在 y*b 的大作中提到】
: 看完猜你的问题可能有一个地方的假设不对，池子入口处是一个孔径突然放大的结构，
: 虽然你的泵的流速可以很大，但一旦进入池子，速度会立刻降低很多，因此池内的动压
: 不会很大，水面会提高。
|
A**********n
发帖数: 824 | 34 对不起，问的太多了。你要忙就算了。
最后，非常感谢。 |
y*b
发帖数: 39 | 35 对，水面保持不变，如果进出流量相同的话。
当静压太低时，低到水的沸点，会发生水的汽化(pump choke)，但如果水面不变，为什
么会有空气卷入呢？
【在 A**********n 的大作中提到】
: 谢谢。
: 是这样，在1.5米*0.6米的面的下部，一个16英寸（约0.4米）园孔。
: 1。不明白“水面会提高”。因为入出口的流量相同，加上质量守恒，平均水面不应该
: 升高。
: 2。就我提供的数据，我的计算能实际应用否？
: 3。（忘记我做的计算）简单的说，就我提供的数据，你觉得这样的循环可行否？
: 即，是否会有空气卷入？
|
A**********n
发帖数: 824 | 36 谢谢讨论.
我觉得水面会出现中间低两边高,或者相反,大概我的想法不对.但是,曾经做过如图的小
实验.当时,流量相同,只是改变了流速.
【在 y*b 的大作中提到】
: 对，水面保持不变，如果进出流量相同的话。
: 当静压太低时，低到水的沸点，会发生水的汽化(pump choke)，但如果水面不变，为什
: 么会有空气卷入呢？
|
y*b
发帖数: 39 | 37 看图后觉得当流速低的情况可以近似看成池内流速分布均匀（很小），所以液面水平。
当入口流速很大，类似喷射流，在入口附近会形成局部低压，远离入口处流速又趋近于
零，高压，所以会有液面倾斜。如此看来，如果进口出口都是大流速，应该是中间高，
两边低的水面。
【在 A**********n 的大作中提到】
: 谢谢讨论.
: 我觉得水面会出现中间低两边高,或者相反,大概我的想法不对.但是,曾经做过如图的小
: 实验.当时,流量相同,只是改变了流速.
|
l*******G
发帖数: 1191 | 38 If the tank is well mixed and inflow and outflow are steady then no problem.
Reason there will be surface elevation slope change is flow rates on two
sides are different! Avoid sudden start of flow, meaning open the hose
slowly . If can't do that, then the simplest solution is to put a mixer
inside the tank such as a under water fan. The fan can be simply two blades
rotating passively in the tank if the inflow and outflow are positioned
asymmetrically, e.g. near diagonal corners at the bottom do tank. The
problem is less pronounced if the tank is circular. |
l*******G
发帖数: 1191 | 39 If the tank is well mixed and inflow and outflow are steady then no problem.
Reason there will be surface elevation slope change is flow rates on two
sides are different! Avoid sudden start of flow, meaning open the hose
slowly . If can't do that, then the simplest solution is to put a mixer
inside the tank such as a under water fan. The fan can be simply two blades
rotating passively in the tank if the inflow and outflow are positioned
asymmetrically, e.g. near diagonal corners at the bottom do tank. The
problem is less pronounced if the tank is circular. |
l*******G
发帖数: 1191 | 40 If the tank is well mixed and inflow and outflow are steady then no problem.
Reason there will be surface elevation slope change is flow rates on two
sides are different! Avoid sudden start of flow, meaning open the hose
slowly . If can't do that, then the simplest solution is to put a mixer
inside the tank such as a under water fan. The fan can be simply two blades
rotating passively in the tank if the inflow and outflow are positioned
asymmetrically, e.g. near diagonal corners at the bottom do tank. The
problem is less pronounced if the tank is circular. |
|
|
l*******G
发帖数: 1191 | 41 If the tank is well mixed and inflow and outflow are steady then no problem.
Reason there will be surface elevation slope change is flow rates on two
sides are different! Avoid sudden start of flow, meaning open the hose
slowly . If can't do that, then the simplest solution is to put a mixer
inside the tank such as a under water fan. The fan can be simply two blades
rotating passively in the tank if the inflow and outflow are positioned
asymmetrically, e.g. near diagonal corners at the bottom do tank. The
problem is less pronounced if the tank is circular. |
l*******G
发帖数: 1191 | 42 If the tank is well mixed and inflow and outflow are steady then no problem.
Reason there will be surface elevation slope change is flow rates on two
sides are different! Avoid sudden start of flow, meaning open the hose
slowly . If can't do that, then the simplest solution is to put a mixer
inside the tank such as a under water fan. The fan can be simply two blades
rotating passively in the tank if the inflow and outflow are positioned
asymmetrically, e.g. near diagonal corners at the bottom do tank. The
problem is less pronounced if the tank is circular. |
j***n
发帖数: 1471 | 43 My humble option
也就是说你只要保证水箱出口处在稳定循环下被水覆盖就行了。
【在 A**********n 的大作中提到】
: 外行做了以下思考/计算，心里没有底，哪位流体专家评说两句。
: 水从一个开放的水池子下部流入并流出（流入流出的流量相同），水流的动压导致静压
: 下降，水面的一部分将下降，如果静压为零，一部分水面会下降到水的流动部分，既，
: 会出现大量空气被卷入的情况。
: 为避免空气被卷入，必须保证静压>０。在水流流量（流速）一定的情况下，只能增加
: 总压（静压=总压-动压），也就是增加水深。因为是一个开放的水池子，流入的总压无
: 论多高都会被释放，所以总压应该是水深。
|
j***n
发帖数: 1471 | 44 FYI
【在 A**********n 的大作中提到】
: 外行做了以下思考/计算，心里没有底，哪位流体专家评说两句。
: 水从一个开放的水池子下部流入并流出（流入流出的流量相同），水流的动压导致静压
: 下降，水面的一部分将下降，如果静压为零，一部分水面会下降到水的流动部分，既，
: 会出现大量空气被卷入的情况。
: 为避免空气被卷入，必须保证静压>０。在水流流量（流速）一定的情况下，只能增加
: 总压（静压=总压-动压），也就是增加水深。因为是一个开放的水池子，流入的总压无
: 论多高都会被释放，所以总压应该是水深。
|
x3
发帖数: 616 | 45 最高是中间偏出口，次高是出口，最低是入口
看这个video
http://www.wiley.com/college/munson/0470262842/videos/ch8/V8_10
水池入口是exit flow,水池出口是entrance flow
【在 A**********n 的大作中提到】
: 谢谢讨论.
: 我觉得水面会出现中间低两边高,或者相反,大概我的想法不对.但是,曾经做过如图的小
: 实验.当时,流量相同,只是改变了流速.
|
N***r
发帖数: 2539 | 46 看了楼主的问题以及各位的回复，我也思考了一下。提几点建议。
1, 1.5x2x0.6 m 尺寸的tank，才1.8m^3的体积，流量4000gpm,相当于0.25m^3/s。我知
道进出平衡，但你的tank才能维持不到8秒的存储，直觉就是系统很不稳定。这么大家
伙，就得有大tank来稳定。
2, 1.5x2x0.6 m 尺寸的tank，4000gpm的流量，如果用16”的管道，进出口速度大概是
2m/s, 如果用6寸的管道，速度大概是14m/s。这种程度的混合，在tank里伯努利方程
基本上就不适用了。注意伯努利方程是通过对动量方程在连续流线上的积分得到的。
3, 反过来讲，如果你的tank很大，伯努利方程反而又能用了。不过仍然不应该用在
tank里，而是用在进（出）口水管核tank之间。一般来说，从进口管到tank，kinetic
energy认为被全部损失了，LOSS = K * (0.5 * rho * u * u) 并且 K＝1，从tank到出
口管K取0.5左右（取不同的值如果做roundup）。
4, CFD 可能有所帮助。
5, 4000gpm，得多大一泵啊。。。估摸着比你的tank小不了多少了。这种级别的设计最
好找专业人士帮忙，板上的人就算能帮谁能负这个责。
6, 害怕水面不平，放块漂浮的垫子就能帮助很多了，也可以减少气泡的产生和夹带。
7, jntan同学混淆了energy conservation 和 伯努利方程，dynamics energy in
general is called kinetic energy. |
N***r
发帖数: 2539 | 47 还有，我的感觉，如果你真这么设计系统，运行起来会是这样的：
开动之前，先是把池子灌满了水。一按电闸，水泵亢亢亢一转，池子里的水唏哩哗啦一
顿飞溅，顷刻间池子里的水就剩下一半了，大量气泡混入出口管道，进入水泵，水泵又
是一顿亢亢亢，坏了。赶紧关闸吧，同学。 |
j***n
发帖数: 1471 | 48 我这个根本不是伯努力方程，是能量守恒方程。伯努力方程是能量守恒方程在不考虑流
体的总压损失，或者说变成热耗散掉的能量损失的情况下，也就是你说的在同一不间断
的流线上才能使用，但是遇上湍流，流线断了，出现大量能量转变为热耗散掉的情况，
就不能用。
kinetic
【在 N***r 的大作中提到】
: 看了楼主的问题以及各位的回复，我也思考了一下。提几点建议。
: 1, 1.5x2x0.6 m 尺寸的tank，才1.8m^3的体积，流量4000gpm,相当于0.25m^3/s。我知
: 道进出平衡，但你的tank才能维持不到8秒的存储，直觉就是系统很不稳定。这么大家
: 伙，就得有大tank来稳定。
: 2, 1.5x2x0.6 m 尺寸的tank，4000gpm的流量，如果用16”的管道，进出口速度大概是
: 2m/s, 如果用6寸的管道，速度大概是14m/s。这种程度的混合，在tank里伯努利方程
: 基本上就不适用了。注意伯努利方程是通过对动量方程在连续流线上的积分得到的。
: 3, 反过来讲，如果你的tank很大，伯努利方程反而又能用了。不过仍然不应该用在
: tank里，而是用在进（出）口水管核tank之间。一般来说，从进口管到tank，kinetic
: energy认为被全部损失了，LOSS = K * (0.5 * rho * u * u) 并且 K＝1，从tank到出
|
N***r
发帖数: 2539 | 49 是，严格来讲你这个确实不是exact的伯努力方程。
严格的伯努力方程的推导有两种，无粘流体机械能守恒，或者欧拉方程里的动量方程沿
流线的积分。两种情况得到的最终方程是一样的，对不可压缩流体。
P_static + 1/2 rho u^2 + rho*g*h = constant
注意这里头一个非常重要的假定就是 “无粘”。
你的方程一般称为Bernoulli's equation with head loss，也就是考虑能量损失的伯
努力方程，一般很少被称为energy conservation equation，或许称之为mechnical
energy conservation是可能的（我不是很清楚）。在民用设计，计算里很常用，比如
说消防队计算水头什么的。湍流和层流并不是判断伯努力方程能否适用的准则，比如在
一段直圆管内，只要有摩擦，不管是层流还是湍流，严格的伯努力方程都失效，因为你
不能假定 “无粘流体”。这个时候要考虑沿程损失，而且要使用Bernoulli's
equation with head loss，就是这样的：
P_s1 + 1/2 rho u1^2 + rho*g*h1 - f*1/2*rho*u^2 = P_s2 + 1/2 rho u2^2 + rho*g
*h2
这里f是无量纲摩擦系数，层流和湍流有其各自的计算公式。
更极端的情况，如果真的是“大量能量转变为热耗散掉的情况”，机械能守恒可能就不
合适，而需要考虑total energy的情况，比如功热转换，比如compressor。
【在 j***n 的大作中提到】
: 我这个根本不是伯努力方程，是能量守恒方程。伯努力方程是能量守恒方程在不考虑流
: 体的总压损失，或者说变成热耗散掉的能量损失的情况下，也就是你说的在同一不间断
: 的流线上才能使用，但是遇上湍流，流线断了，出现大量能量转变为热耗散掉的情况，
: 就不能用。
:
: kinetic
|
N***r
发帖数: 2539 | 50 回到楼主的问题，害我昨晚上一晚没睡好。
大哥，您这4000gpm的流量，16寸的管径，怕是要开厂吧，那还在乎个2m见方的池子干
嘛。开厂不是要发豆芽菜吧？那会我们那的中国店没有绿豆芽卖，我媳妇只好自己买了
点绿豆来发绿豆芽，好像要不停的浇水，好吃是好吃，成本其实不低。恩，扯远了。
我有直观概念的流量，要么特别小，要么特别巨大，对你的4000gpm刚好没概念。
4000gpm，大概是0.25立方米每秒，4秒钟能灌满一个立方米。查了查相应流量的水泵，
挺大一家伙。而16寸的管径，我有点概念。我原来工作过的实验室，占地大概小半栋楼
，顶头还装吊车的那种。那里我6寸的管大概是用过的，10寸的没什么印象，16寸的别
说没用过，见都没见过。
就算你主要管路不用16寸的管，16寸的管只是链接管路和池子。那从你的泵连出来，比
如说6寸什么的，中间不得经过好几次渐扩才能连到16寸管上去啊。这一折腾，管路总
长不得来个好几十米的？还在乎个2米见方的池子？话说回来，您着池子和水管都快一
般大了，还费神搞这么个池子干嘛。。。 |
|
|
A**********n
发帖数: 824 | 51 感谢各位的指教和讨论。
感谢Jntan，（1）画个图给大家确实很大帮助。（2）感谢你做得图示，我觉得你给出
的water-air interface很有参考价值。作为实际应用，我必须考虑定量。
感谢stoneroses，（1）定性的说，如果那个池子是太平洋，肯定没有问题；如果是我
家浴池，肯定有问题。我是想寻找那个可行的安全的最小的池子尺寸。（2）你说的很
对，通过大家的讨论，我确认我的计算是错误的。Bernoulli方程是否适用暂时放到一
边，把水静止时的水深作为循环时的总压水头是不对的。
感谢yrb，（1）我做了CFD模拟，因为水是shot出来的，在水池内速度还是很高的。由
于CFD的局限性，模拟的水池子是个封闭系统。（2）我的管内流速会限制在十几feet/s
，所以，应该不存在pump choke问题。（3）这是一个定性的推测，具体应用是需要知
道多大是大，多小是小。
感谢legolasGG，（1）实际应用中必须考虑怎样的混合是“well mixed”，（2）谢谢
Avoid sudden start of flow的建议，这一点值得认真考虑。
感谢X3，（1）作为实际应用，我必须考虑定量。（2）有点愚钝，你的video如何和这
个话题联系起来？
感谢Nstar，（1）和你同样的感觉，所以才计算，思考，来这里讨教。作为实际应用，
我必须考虑定量，例如，8秒太短，那至少需要几秒？我给出的尺寸供讨论，需要多大
的池子也是我的问题之一，（2）通过大家的讨论，我确认我的计算是错误的。（3）“
如果你的tank很大”是关键，问题是多大是很大？（4）做了CFD工作，但是，咨询了
CFD的customer service, 这种系统表面开放，水面有可能变动的系统，CFD无能为力。
(5) 谢谢提醒，我感谢所有回复，任何人不用负任何责。（6）水面如何我一点不关心
，只关心能否正常循环。如果有气泡被卷入，循环是失败的。（7）你和Jntan关于伯努
利方程的讨论已经进入高深莫测（对我来说），我只能旁听了。（8）你描述的开关电
闸很生动，我正在为了不发生而努力，真发生了，请你来修水泵。（9）你最后一个帖
子让我很感动，我自己天天睡到上班要迟到，把你搞得一晚没睡好，很过意不去。我是
外行，没有这些基本概念。你说的很通俗，对我很有用。因为我还要去教别的外行。不
是开豆芽场，确实是某种应用，但是现在只是可行性研究。感谢你和所有回复的朋友，
我已经倾向于4000gpm不可行，开始考虑降低流量，多大流量可行等问题。 |
N***r
发帖数: 2539 | 52 我开个玩笑，别介意。
对于CFD计算，是可行的。你找的那个人我认为他是不大明白你的需求，说得那个点，
他自己不懂。
我在原来上班的那个公司，专门做过coolant tank里气泡夹带的问题。这个coolant
tank跟你说得池子基本上是一个道理，一个主出口，几个分进口。首先tank里液位的问
题，只能在一定范围内波动，否则溢出或者泵failure。tank的设计必须考虑到可能的
卸压，以及跟你一样所关心的气泡夹带的问题。
我们那个tank里有各种挡板，尽量保证coolant不要乱飞，导致气泡的夹带，也用cfd计
算过。很简单，两相流模型。比如在FLUENT里，用vof模型就可以了。当然vof模型的准
确度有多好，那是另一个问题。
你的问题，用cfd模拟很直接，你需要2个domain，液相的池子以及一个更大的气相空间
，一个进口，一个出口。初始话的时候把池子和进出口水管初始话为100％的水，气相
空间就是空气。开动，你就会看到液相表面的波动以及有否空气夹带了。我的直觉是你
的设计会有空气夹带。
/s
【在 A**********n 的大作中提到】
: 感谢各位的指教和讨论。
: 感谢Jntan，（1）画个图给大家确实很大帮助。（2）感谢你做得图示，我觉得你给出
: 的water-air interface很有参考价值。作为实际应用，我必须考虑定量。
: 感谢stoneroses，（1）定性的说，如果那个池子是太平洋，肯定没有问题；如果是我
: 家浴池，肯定有问题。我是想寻找那个可行的安全的最小的池子尺寸。（2）你说的很
: 对，通过大家的讨论，我确认我的计算是错误的。Bernoulli方程是否适用暂时放到一
: 边，把水静止时的水深作为循环时的总压水头是不对的。
: 感谢yrb，（1）我做了CFD模拟，因为水是shot出来的，在水池内速度还是很高的。由
: 于CFD的局限性，模拟的水池子是个封闭系统。（2）我的管内流速会限制在十几feet/s
: ，所以，应该不存在pump choke问题。（3）这是一个定性的推测，具体应用是需要知
|
A**********n
发帖数: 824 | 53 谢谢。
关于cfd的两相流模型的信息很有帮助，我会做更多调查。
【在 N***r 的大作中提到】
: 我开个玩笑，别介意。
: 对于CFD计算，是可行的。你找的那个人我认为他是不大明白你的需求，说得那个点，
: 他自己不懂。
: 我在原来上班的那个公司，专门做过coolant tank里气泡夹带的问题。这个coolant
: tank跟你说得池子基本上是一个道理，一个主出口，几个分进口。首先tank里液位的问
: 题，只能在一定范围内波动，否则溢出或者泵failure。tank的设计必须考虑到可能的
: 卸压，以及跟你一样所关心的气泡夹带的问题。
: 我们那个tank里有各种挡板，尽量保证coolant不要乱飞，导致气泡的夹带，也用cfd计
: 算过。很简单，两相流模型。比如在FLUENT里，用vof模型就可以了。当然vof模型的准
: 确度有多好，那是另一个问题。
|
s********s
发帖数: 316 | 54 支持楼主的技术讨论贴！
/s
【在 A**********n 的大作中提到】
: 感谢各位的指教和讨论。
: 感谢Jntan，（1）画个图给大家确实很大帮助。（2）感谢你做得图示，我觉得你给出
: 的water-air interface很有参考价值。作为实际应用，我必须考虑定量。
: 感谢stoneroses，（1）定性的说，如果那个池子是太平洋，肯定没有问题；如果是我
: 家浴池，肯定有问题。我是想寻找那个可行的安全的最小的池子尺寸。（2）你说的很
: 对，通过大家的讨论，我确认我的计算是错误的。Bernoulli方程是否适用暂时放到一
: 边，把水静止时的水深作为循环时的总压水头是不对的。
: 感谢yrb，（1）我做了CFD模拟，因为水是shot出来的，在水池内速度还是很高的。由
: 于CFD的局限性，模拟的水池子是个封闭系统。（2）我的管内流速会限制在十几feet/s
: ，所以，应该不存在pump choke问题。（3）这是一个定性的推测，具体应用是需要知
|
