Vliv druhé viskozity na tlakové pulzace

Influence of Second Viscosity on Pressure Pulsation

journal article in Web of Science

en

A mathematical model of pulsating flow is proposed in the paper. The model includes more accurate description of energy dissipation, so it allows, for example, better stability analysis of water power plant control and more effective operation. Flow in a pipeline system is usually treated as a one-dimensional flow. This is also applied for more difficult cases of the Newtonian and non-Newtonian liquids simulations in the rigid or flexible pipes. Computational simulations of pressure pulsations in pipelines often predict lower damping than what the experimental results show. This discrepancy can be caused by neglecting one of the important damping mechanisms. The second viscosity describes the energy losses due to the compressibility of the liquid. Its existence and use in the computations specifies the real pulsations damping descriptions and predictions. A frequency dependent model of pressure pulsations including second viscosity is introduced. The second viscosity is determined from the system eigenvalue. The experiments were performed with water for low frequencies (from 0.1 to 1 kHz). This area is not fully covered by the current available research results.

V článku je navržen matematický popis pulzujícího proudění. Model zahrnuje přesnější popis disipace energie, takže umožňuje, například, lepší analýzu stability řízení vodní elektrárny a efektivnější provoz. Proudění v potrubí je většinou řešeno jako jednodimenzionální. Stejný přístup je použit i pro obtížnější případy simulací newtonských a nenewtonských kapalin v tuhém nebo pružném potrubí. Výpočetní simulace tlakových pulzací v potrubí často předpovídá nižší tlumení než jaké ukazují výsledky experimentu. Tento rozdíl může být způsoben zanedbáním jednoho z důležitých mechanismů útlumu. Druhá viskozita popisuje energetické ztráty vlivem stlačitelnosti kapaliny. Její existence a použití ve výpočtech upřesňuje popis tlumení. V článku je představen frekvenčně závislý model tlakových pulzací zahrnující druhou viskozitu. Druhá viskozita je určena z vlastního čísla systému. Experimenty byly provedeny s vodou při nízkých frekvencích (od 0.1 do 1 kHz). Tato oblast není zcela pokryta výsledky současných výzkumů.

A mathematical model of pulsating flow is proposed in the paper. The model includes more accurate description of energy dissipation, so it allows, for example, better stability analysis of water power plant control and more effective operation. Flow in a pipeline system is usually treated as a one-dimensional flow. This is also applied for more difficult cases of the Newtonian and non-Newtonian liquids simulations in the rigid or flexible pipes. Computational simulations of pressure pulsations in pipelines often predict lower damping than what the experimental results show. This discrepancy can be caused by neglecting one of the important damping mechanisms. The second viscosity describes the energy losses due to the compressibility of the liquid. Its existence and use in the computations specifies the real pulsations damping descriptions and predictions. A frequency dependent model of pressure pulsations including second viscosity is introduced. The second viscosity is determined from the system eigenvalue. The experiments were performed with water for low frequencies (from 0.1 to 1 kHz). This area is not fully covered by the current available research results.

Druhá viskozita, útlum, tlakové pulzace, frekvenční oblast

Second viscosity, damping, pressure pulsation, frequency domain

12.12.2019

MDPI

2076-3417

9

24

1–12

12