[Creator]

Через разного типа насадки в бассейн подается жидкость под давлением. (См. рис.)
Все насадки находятся на одинаковой глубине.
Насадок какого типа обеспечит наименьшее гидродинамическое сопротивление? (Возможен ваш вариант насадка).
Если не затруднит - обоснуйте свой ответ.

[STAJOR]

http://www.femto.com.ua/articles/part_1/0771.html
Советую остановиться на первом варианте, т.к. здесь нет изменения скоростей на входе и выходе. А вообще "Теоретич. расчёт Г. с. возможен лишь в простейших случаях (напр., при течении жидкости по прямой цилиндрич. трубе), поэтому в технике Г. с, определяют по эмпирич. зависимостям сх и от критериев подобия, полученным на основании многочисл. эксперим. исследований". (Цитата из этой ссылки).
В общем случае выбор вариантов конфузор/диффузор производят по желаемому эффекту на выходе, а не по величине гидравлических потерь...

[ShaggyDoc]

Надо просто открыть любой справочник по гидравлическим сопротивлениям (самый полный - Идельчик)и выбрать с наименьшим КМС.
Однако STAJOR правильно пишет - насадок подбирают по требуемому эффекту, иначе надо просто оставить трубу.

[Creator]

Сообщение от STAJOR В общем случае выбор вариантов конфузор/диффузор производят по желаемому эффекту на выходе, а не по величине гидравлических потерь...

Мне нужна наиболее сильная струя на выходе, чтобы дальше проникала в основную толщу жидкости и лучше ее перемешивала. Я полагал, что при наименьших потерях (сопротивлении), получу нужный результат.

[STAJOR]

Сообщение от Creator Я полагал, что при наименьших потерях (сопротивлении), получу нужный результат.

Неверно. Чтобы что-то получить, нужно идти на утраты (потери) . Для лучшего перемешивания струю усиливаем максимально по вылету, т.е. принять вариант средний. Соответствующим расчётом получить угол и весь профиль насадка. Можно было бы "поиграть" с выбором направления струи и их количеством. Неплохо было бы организовать на дне для этого перемешивания вертушку наподобие поливочной. Но полюбому гидр-е сопротивление отодвигается как вторичное. Ещё бывают варианты, когда для лучшего перемешивания используется разность температур...

[ShaggyDoc]

Неплохо было бы организовать на дне для этого перемешивания вертушку наподобие поливочной

Самый эффективный вариант - проверено. И, конечно, если уж перемешивать, то не надо задаваться минимальными потерями в насадке. Они ничтожны по сравнению с сопротивлением всей системы.

[nlo740]

Сообщение от Creator Мне нужна наиболее сильная струя на выходе, чтобы дальше проникала в основную толщу жидкости и лучше ее перемешивала.

+для скорости - средний.
по хорошему трубу перфорированную надо, половина отв. налево, половина отв. направо, суммарно площадь отв. равна диаметру подводящей трубы.
Мы таким макаром в 4 луча мешок соли (50Кг) в 1 кубовой емкости растворяли, за 40 минут-час.
http://mediana-filter.ru/diomiks.html

[STAJOR]

Сообщение от Creator при наименьших потерях (сопротивлении

Предлагаю для полноты картины почитать про барботаж, что есть перемешивание.

[nlo740]

Не реклама,тем более их в кризис возить перестали.

Мне от ноймо насадки нравятся, там распрыскивание за счет потока идет, чем выше скорость тем шустрее крутятся, по аналогии с садовыми поливалками...
Если это именно конкретно бассейн, то надо в тематических направлениях решения поискать, а не изобретать велосипед.

[STAJOR]

Сообщение от nlo740 не изобретать велосипед

Offtop: Я делаю иначе: сначала пробую изобрести велосипед, т.е. пытаюсь найти решение задачи, уточняя по ходу её условие, а уж потом смотрю, что есть удругих, чтобы было, что сравнивать и чтобы не разучиться думать самому...

[nlo740]

Сообщение от STAJOR Offtop: Я делаю иначе: сначала пробую изобрести велосипед

Пришлось делать одну установку с нуля, без аналогов, заставил проектировщиков схему изменить, когда с моделькой играл.
На объекте столкнулся с зарубежнм аналогом. По решению - копия. Было очень приятно.

А так, предпочтительнее посмотреть, не обязательно тупо копировать, главное суть по своему передать. Ну и сделать лучше. Третье колесо например

[Break_BoY]

В Аэродинамике вариант 3 усиливает струю на выходе (конструкция диффузора) за счет разности давлении на участках. А в гидравлике думаю наоборот.. т.е. по моему лучше использовать вариант 2ой (конструкция конфузора) только с плавным сужением к концу.

Конфузор - фасонная часть воздуховода, служащая для соединения и плавного перехода большого сечения воздуховода в меньшее. Движение воздуха в конфузере характеризуется тем, что динамическое давление в нем в направлении движения потока увеличивается, а статическом — уменьшается. При круглых воздуховодах конфузер имеет вид усеченного конуса, при квадратных — усеченной пирамиды. Наиболее часто конфузер используют для подсоединения воздуховода к всасывающей стороне вентилятора радиального, что позволяет уменьшить коэффециент местного сопротивления (вследствие более плавного сужения воздушного потока и предотвращения отрыва пограничного слоя и образования вихрей), а следовательно, уменьшить потери давления, развиваемого вентилятором.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%...D0%BA%D0%B0%29

[ShaggyDoc]

А в гидравлике думаю наоборот..

О, Боже... "Магистранты" еще и думают? А гидравлику изучают по Википедии. Но даже там написано, про движение в трубе (течение), а здесь насадок, т.е. происходит истечение. Т.е. выход из трубы в другую среду. А там свои законы.

Гидравлика и аэродинамика отличаются только тем, что там разные среды. Воздух движется с бОльшей скоростью, вода с меньшей. У воздуха плотность примерно 1.2 кг/м3, у воды - до 1000 кг/м3. Соответственно разные соотношения динамического и статического давления. Диффузоры и конфузоры на воде не играют такой роли, как в вентиляции. На воде не сделать "дырку" в трубе, чтобы из нее вода не вытекала, а внутрь заходил воздух. А на воздушном потоке это можно сделать.

[STAJOR]

Сообщение от nlo740 Было очень приятно.

Так о том и речь! А еслиб действовал наоборот, то радовался бы ГУГЛ, что смог... .

Сообщение от nlo740 Третье колесо например

. Между прочим, очень советую посвободе посмотреть на труды тех, кто продолжает изобретать велосипеды. Весьма поучительный "креатив". И всем пример.
Может автор темы уже сыт советами, или обошёлся?...

[Break_BoY]

О, Боже... "Магистранты" еще и думают?

Думаю, это значит мое мнение и направление к поиску решения вопроса автора.. А дальше автор темы сам решит.

А гидравлику изучают по Википедии.

Кем бы я не был (и магистрантом даже).. За "любую вещь" я сперва берусь обобщенно в справочниках и т.п. Чтобы понять что? как? А дальше углубляюсь.. А не наоборот.. В качестве справки я дал ссылку на википедию и что здесь такого???? И где я говорил чтобы изучать по Википедии?
Я понимаю что наука безгранична, но иногда нам приходится

не изобретать велосипед

и просто взять пример с огородного шланга с ссуженной насадкой

[Солидворкер]

Сообщение от Break_BoY ссуженной насадкой

Ссуда-то тут при чем?

[Creator]

Сообщение от STAJOR Неплохо было бы организовать на дне для этого перемешивания вертушку наподобие поливочной.

Вы считаете, что вертушка будет исправно крутиться в толще жидкости с повышенной вязкостью, так же исправно, как в воздухе над газоном? Хотя идея интересная...
С другой стороны, уже были получены результаты, когда дули струей в одну сторону, и в бассейне ограниченного размера, жидкость через некоторое время начинала вращаться как чай в стакане (приходила в движение по всей толще).
Для повышения скорости струи должен быть насадок - конфузор. А для уменьшения сопротивления при истечении - вариант внизу (не знаю как назвать).

[Break_BoY]

Сообщение от Creator Для повышения скорости струи должен быть насадок - конфузор. А для уменьшения сопротивления при истечении - вариант внизу (не знаю как назвать).

Об этом и говорил)))

А вариант снизу Диффузор. Если что для справки: в аэродинамике (Ветроэнергетика) Диффузор используется для ускорения скорости потока воздуха ("теория идеального ветряка" Жуковский Н.Е.)..

[Jonas]

Мне кажется (из наблюдений) что лучший вариант если струей создать непрерывное движение воды.
Например, подавая струю по низу емкости мы можем создать прямое по низу и обратное по верху течение, тем самым еще и повысим КПД системы.
А по форме патрубка, лучше диффузор, большая скорость создает и большую турбулентность, следовательно и потери.

[Liukk]

Сообщение от Creator Мне нужна наиболее сильная струя на выходе, чтобы дальше проникала в основную толщу жидкости и лучше ее перемешивала. Я полагал, что при наименьших потерях (сопротивлении), получу нужный результат.

Вспоминаем закон Бернулли:
"Чем меньше площадь сечения трубы, тем выше скорость движения жидкости в трубе" (для дозвуковых потоков)
У вас скорость воды явно будет ниже скорости звука, поэтому для вас вариант 2. Это если хотите повысить скорость движения воды, но СОПРОТИВЛЕНИЕ будет выше, чем у прямой трубы.
Диффузор даёт прирост скорости только при скоростях потока ВЫШЕ скорости звука. Поэтому Вам он даст только уменьшение скорости и опасность кавитации.
Углы считайте сами, основываясь на законе Бернулли и той скорости, какая Вам нужна.

[nlo740]

У него скорость не более 2 м/с, бернульщики млин
Какая нафиг скорость звука, кавитация и турбулентность в бассейне.
Тупо ламинарные потоки, которые нужно правильно направить.

[sbi]

Сообщение от nlo740 У него скорость не более 2 м/с, бернульщики млин

Приятно слышать, напор V^2/ 2 x g. ("Мне нужна наиболее сильная струя на выходе") В детстве пальчик под кран подставишь -обмочишь всех.

[nlo740]

Сообщение от sbi В детстве пальчик под кран подставишь -обмочишь всех.

Теперь опусти кран в воду и замерь скорость на расстоянии в 10см от крана.

[sbi]

Сообщение от nlo740 Теперь опусти кран в воду и замерь скорость на расстоянии в 10см от крана.

С удовольствием опущу Вашу головы в .... Но откуда у Вас скорость (это нет у автора). А вдруг в "бассейне" серная кислота, а вытекающая жидкость ртуть?

[nlo740]

Сообщение от sbi Но откуда у Вас скорость

Рекомендуемые скорости воды в трубопроводах

Назначение трубопровода Скорость, м/сек
от до
всасывающая магистраль питательных насосов 0,6 1,0
Напорный трубопровод питательной воды 1,4 2,5
Трубопровод теплофикационной воды 1,5 2,5
Трубопровод циркуляционной воды турбины 2,0 3,0
Трубопровод конденсата 1,0 2,0
Трубопровод технической воды от баков, охлаждение механизмов, заливка шлаков и пр. 1,0 1,5
0,8 1,0
Сливные линии от воронок охлаждения и проч. 0,6 0,8
Всасывающие трубопроводы насосов общего назначения 0,8 1,5
- 2,0
Нагнетательные трубопроводы насосов общего назначения 1,5 3,0

Сообщение от sbi А вдруг в "бассейне" серная кислота, а вытекающая жидкость ртуть?

бред

[sbi]

Сообщение от Creator Через разного типа насадки в бассейн подается жидкость под давлением. (См. рис.) Все насадки находятся на одинаковой глубине. Насадок какого типа обеспечит наименьшее гидродинамическое сопротивление? (Возможен ваш вариант насадка). Если не затруднит - обоснуйте свой ответ.

У кого бред?

[nlo740]

Сообщение от Creator Я полагал, что при наименьших потерях (сопротивлении), получу нужный результат.

Без потери сопротивления (дроссельных кранов, форсунок) и тыды скорость истечения из насадка примерно равна скорости воды в трубопроводе.
В трубопроводе она примерно 2 м/сек. (см. табличку)

Из этих условий надо обеспечить перемешивание.
Вода вязкая, порядок скоростей понятен, сопротивления желательно избежать.
Думаю в бассейне все-таки вода.

Свое решение, опробованное, предложил на предыдущей странице.
Интересно былоб поиграть с разбрызгивающими устройствами и прочей лабудой, но без эксперимента, на формулах из гугла это будет крайне некорректно.

[Creator]

Сообщение от nlo740 У него скорость не более 2 м/с, бернульщики млин

Реальную скорость потока после выхода из трубы пока никто не удосужился замерить (не знаем как). Но поток создается центробежной крыльчаткой диаметром 300 мм и 1500 об/мин. Это не так мало...

Сообщение от sbi А вдруг в "бассейне" серная кислота, а вытекающая жидкость ртуть?

Я вас разочарую: в бассейне разбавленный водой навоз.

[nlo740]

Сообщение от Creator Это не так мало..

а тупо расходомер на подводящем трубопроводе, или датчики уровня на емкости, да наконец на глазок сколько в бочке было, сколько стало по риске за минуту и сопоставить это с питающим трубопроводом.

Определите расход, штангенциркулем измерьте внутренний диаметр трубы, посчитайте скорость.
Если она больше 4-5м/с и трубопровод достаточно длинный, рекомендую купить затычки для ушей.

П.С. можете в личку кинуть почту, скину экселевский файл с расчетом скорости в трубопроводе. Тут трафик инспектор загрузить не дает.

[sbi]

Сообщение от Creator Реальную скорость потока после выхода из трубы пока никто не удосужился замерить (не знаем как). Но поток создается центробежной крыльчаткой диаметром 300 мм и 1500 об/мин. Это не так мало...

Вот спасибо! Теперь скорость водички можно узнать! Да если бы ещё знать, что Вы в этом бассейне разбавляете для устранения приятного запаха аммиака. Диаметр трубы тоже нужен.

[ShaggyDoc]

в бассейне разбавленный водой навоз

...

поток создается центробежной крыльчаткой диаметром 300 мм и 1500 об/мин. Это не так мало...

100% - велосипед конструируется. Размытие навоза в каналах для последующей перекачки? А "центробежная крыльчатка" - опускной самодельный насос? Еще со "шнеком" на конце?

[Малевич]

Поскольку вопрос свёлся к эффективности перемешивании, то рассуждать об оптимизации процесса вне характеристик резервуара и самой среды
затруднительно. В самом общем виде (в дополнение к рекомендациям коллег) - можно предусмотреть пассивный рассекатель потока на
выходе в виде пластинок из тонкого металла (типа "подогнуть по месту"). Форма насадка, имхо, не будет играть существенной роли, поскольку в каждом варианте практически вся энергия потока уйдёт на создание возмущений, а вот как разогнать их по объёму, будет зависеть как от геометрии (бочка, куб, лоток...) так и пропорций.
Предпочёл бы самый примитивный патрубок, но с возможностью установки простейшего активатора-рассекателя.
Если всё же есть желание покопать вглубь, могу рекомендовать "Истечение жидкости через насадки"; добрую часть книги составляют экспериментальные материалы.

Сообщение от Liukk Вспоминаем закон Бернулли: "Чем меньше площадь сечения трубы, тем выше скорость движения жидкости в трубе"

Надо же! По простоте душевной считал это условием неразрывности потока, ну да век живи - век учись. Ботичелли, значит... надо будет запомнить.
А Рейнольдса никто ещё не считал?

[STAJOR]

Сообщение от Creator будет исправно крутиться в толще жидкости с повышенной вязкостью

...так как реактивные силы никто не отменял.

Сообщение от Creator жидкость через некоторое время начинала вращаться как чай в стакане

Осторожно! В это время она не перемешивалась, а только делала вид . Для перемешивания движение масс должно быть относительным, т.е. разновекторным. Разве что за счёт центробежных потков. Но достаточно ли это будет, нужно считать. Вот если "дуть струёй", периодически меняя направление на противоположное...

[ShaggyDoc]

Кстати, жидкий навоз - это не совсем "жидкость". Во всяком случае не такая, как вода. Особые свойства имеет - например у него может быть не горизонтальный уровень в горизонтальном длинном канале ("бассейне", как тут называют). Чтобы его "перемешать" (а он не шибко-то перемешивается) нужна хорошая струя с соплом, как у пожарного ствола.

[Break_BoY]

Конфузор думаю пойдет, попробуйте. Не хватает напора струи, рассчитайте сперва и поставьте насос чуть по мощнее.. Главное результат и качество, а потом из него выходит экономия и т.п.

нужна хорошая струя с соплом, как у пожарного ствола.

[Creator]

Сообщение от ShaggyDoc 100% - велосипед конструируется

А вы посмотрите, сколько кругом новых конструкций велосипедов появляется...

Сообщение от ShaggyDoc А "центробежная крыльчатка" - опускной самодельный насос? Еще со "шнеком" на конце?

Вы на удивление догадливы. Только агрегат, в целом, сложнее. Есть еще процесс получения биогаза и пр.

Сообщение от nlo740 а тупо расходомер на подводящем трубопроводе, или датчики уровня на емкости, да наконец на глазок сколько в бочке было, сколько стало по риске за минуту и сопоставить это с питающим трубопроводом.

Подводящий трубопровод предельно короткий, он есть отвод от корпуса "самодельного" центробежного насоса. Впрочем, средняя производительность насоса, в режиме откачки, известна. В режиме перемешивания производительность будет отличаться, но надо полагать, не сильно. Итак, расчетная скорость 7,5 м/с. Пускай в силу различных причин, не выйдем на расчетную производительность. Но даже 5 м/с по вашим словам - не мало. Однако никакого "рева турбин" я не замечал.

Сообщение от STAJOR; Осторожно! В это время она не перемешивалась, а только делала вид.

Ух какая подлая!

Сообщение от STAJOR; Для перемешивания движение масс должно быть относительным, т.е. разновекторным. Разве что за счёт центробежных потков. Но достаточно ли это будет, нужно считать. Вот если "дуть струёй", периодически меняя направление на противоположное...

Там не дотянешься, чтобы сопло принудительно крутить туда-сюда. Механизм слишком сложный получается. Но вот если бы сопло само крутилось "под действием реактивной силы" - тут есть над чем подумать. Но придвижу осложняющие моменты: загустевание навоза в зоне трения или набивание твердых и волокнистых включений там же. Коррозия. Со временем может перестать крутиться.

[Малевич]

Был в Минске "Институт торфа" (получали от них реферативные сборники). Занимались в т.ч. вопросами диспергирования, получения и перекачки суспензий, удобрениями...
Наработок в части технологий и оборудования в достатке - глядишь, что и пригодилось бы. Поиск, к сож, практически ничего не даёт, но, может, остались какие-то зацепки на месте?

Сообщение от Creator там не дотянешься, чтобы сопло принудительно крутить туда-сюда.

Если насос единственный и переключается на рециркуляцию, то перемешивание можно усугубить подбором взаимного положения точек забора и возврата содержимого и формой самой ёмкости - если оно допустимо по ТЗ, конечно.
Можно небольшой фекальник с измельчением поставить: сам не справится, а дополнительную циркуляцию в ёмкости создаст.
Хорошо бы схемку какую увидеть с обстановкой и техрегламент в части перемешивания, а то гадать приходится.

[Creator]

Сообщение от Малевич Можно небольшой фекальник с измельчением поставить: сам не справится, а дополнительную циркуляцию в ёмкости создаст. Хорошо бы схемку какую увидеть с обстановкой и техрегламент в части перемешивания, а то гадать приходится.

По этому заданию такая позиция (не моя), сильно менять запрещено. В настоящий момент мне нужно было только решить вопрос с насадком, при подаче струи на перемешивание. Вот и все.
Когда будет простор для творчества - с удовольствием с вами поделюсь условиями задачи.

[nlo740]

Сообщение от Creator Однако никакого "рева турбин" я не замечал.

Элементарно Ватсон, звукоизоляция насоса, звукоизоляция емкости и наслаждаемся.

Если по теме и изобретаем велосипед дальше, то конкретно для навоза яб взял цилиндрическую емкость с коническим днищем, чтоб оно само тудыть сваливалось, снизу насадок по кругу разбрызгивать, сверху насадка опять же коническую шляпку, дабы навоз с насадка на стенки сваливал.

[STAJOR]

Сообщение от Creator Механизм слишком сложный получается.

Имелось ввиду не крутить, а поставить два выхода и переключать клапан на нагнетании. Т.е. засчёт схемы...

[Creator]

Сообщение от STAJOR не крутить, а поставить два выхода и переключать клапан

Может быть... Ведь мы умеем переключать клапан между режимами откачки и перемешивания (я применил ноу-хау, как избежать длинных и составных-разборных тяг). Ничто не мешает поставить второй клапан и переключать между двумя супротивными выходами. Кроме разве экономических соображений. Еще один клапан и механизм ручного привода заслонки клапана. А насколько лучше перемешается? В бассейне навоз с водой. Тверые частицы имеют свойство оседать на дно, а наверх отбивается вода. Перед откачкой на дальнейший технологический цикл, надо воду и навоз снова объединить.
В итоге получается, что для моего случая форма насадка глубоко второстепенна, по сравнению со схемой перемешивания?

[STAJOR]

Сообщение от Creator Тверые частицы имеют свойство оседать на дно, а наверх отбивается вода.

Получается, что нужен принцип бетономешалки (или тестомесов). Может нашу вертушку сделать помощнее и "повтыкать" в неё прутья под соответствующими углами?... Какие там литры или кубометры?
На всякий случай напомню, что можно создать подвижный механизм без трения вообще. Т.е. закрепить сопла на пружине (плоской или спиральной) и раскачивать их, меняя направление подачи.

[SSelik]

Еще варианты:
1) Перед откачкой провести замкнутую циркуляцию (с нижней точки отбор) - скорее всего одного цикла будет достаточно, но это зависит от объема бака и производительности насоса. Перемешивание такой среды гарантировано;
2) Организовать перемешивание, как в резервуарах нефти при оседании парафинов: по площади днища провести трубопровод с ответвленными. На концах ответвлений. установить сопла так, чтобы движение жидкости осущесвлялось в разных направлениях и по возможности охватывало всю площадь днища бассейна;
3) Уже говорили- организовать барботаж, но лучше вариант 1

[sbi]

Ксати, конфузор, после слета с лопастей, рещает все проблемы, угол 10-12 градусов, длина 10-20 от D решает многое.
"Движение воздуха в конфузоре характеризуется тем, что динамическое давление в нем в направлении движения потока увеличивается, а статическом — уменьшается". Это не вопрос. Решено и подтверждено.Книги есть.
При слете с лопастей насоса вихри уменьшются, а давление увеличивается. Это,решает многое....Навос Вам руки с брансбойтами по периметру , пушка есть.

[Creator]

Сообщение от sbi Навос Вам руки с брансбойтами по периметру , пушка есть.

То есть, как вариант - постоянно открытые выходы из насоса, в разных направлениях, хотя бы два. И это интенсифицирует перемешивание?

[sbi]

Сообщение от Creator И это интенсифицирует перемешивание?

Реакция струи. Для г.....на Кольцевой периметр. Остальное сами. При наличии теории.