Vitesse et profils de l'entrée et de la sortie de l'évacuateur de siphon hydraulique

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Je travaille sur l'écoulement hydraulique de l'eau de mer à travers un déversoir à siphon. Ma tâche est de déterminer à un endroit situé devant l’évacuateur de crues la vitesse et le profil du flux quand

Le flux entre dans le déversoir
Le flux sort du déversoir

Voir ci-joint un dessin du problème.

Maintenant, la formule de base pour calculer le débit à travers le siphon est

où:

Δ H = ξ \frac{v^{2}}{2 g}

$\Delta H = \xi \frac{v^2}{2g}$

= tête de pression $\Delta H$

= pertes totales de frottement $\xi$

v = vitesse d'écoulement

g = accélération gravitationnelle

La question qui se pose est la suivante: quels sont le profil d’écoulement et la vitesse à l’emplacement situé devant l’évacuateur de crue (voir le dessin) pour une hauteur de pression, une géométrie et un facteur de perte de frottement donnés?

Veuillez noter que je ne suis pas à la recherche d'une analyse CFD complète à ce stade.

Toute aide sur la façon de résoudre ce problème est appréciée.

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fluid-mechanics hydraulics

— Ruudc
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ξ

$\xi$

ξ

$\xi$

Aux faibles vitesses (petites différences de hauteur), il s'agit probablement principalement de pertes visqueuses, à des vitesses plus élevées, les pertes par inertie seront probablement dominantes. Essayez-vous de modéliser cela comme un problème 2D? Si non, quelle est la largeur?

— Rick

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ξ

$\xi$

ξ

$\xi$

ξ

$\xi$

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Le cas du flux sortant pourrait être envisagé dans l’hypothèse d’un jet confiné d’un côté. Cela devrait donner une solution analytique raisonnable pour le côté océan.

Le cas d'afflux est plus délicat, mais vous devriez pouvoir trouver des recherches sur les champs d'écoulement en amont d'un orifice. Le lit limite l'entrée, ce qui en fait un cas unique. Essayez de chercher des études sur une prise d’orifice avec le lit / le sol confinant l’afflux. Je pense que les champs de flux publiés de quelqu'un pour ce cas.

— arbres4me
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En guise de simplification, je supposerais que le débit entrant dans le tuyau s'écoulait de manière pratiquement uniforme dans toutes les directions, ce qui signifie que la vitesse du courant diminuerait rapidement et qu'il y aurait très peu de perte d'énergie associée.

Inversement, je supposerais que l'eau sortant du tuyau continuerait plutôt à aller directement avec la même vitesse, l'énergie cinétique dans l'écoulement se dissiperait alors par des effets visqueux et turbulents.

Bien entendu, ce profil d’écoulement serait affecté par des objets (tels que des turbines) placés dans le passage, et à faible vitesse d’écoulement, le jet diffuserait sur une distance beaucoup plus courte.

Si vous recherchez une analyse plus précise, vous devez vous pencher sur la dynamique des jets ou utiliser simplement une simulation, bien que les simulations à jets soient sensibles au choix du modèle turbulent. Assurez-vous donc de valider votre modèle.

— Meule
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