Influence of Second Viscosity on Pressure Pulsation
Loading...
Date
2019-12-12
ORCID
Advisor
Referee
Mark
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
MDPI
Altmetrics
Abstract
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.
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.
Description
Citation
Document type
Peer-reviewed
Document version
Published version
Date of access to the full text
Language of document
en