Análisis de simulación y estudio experimental de la modelización de la resistencia al gas en tuberías y características en serie
Autores: Ye, Shengzhe; Shen, Xiaoyan; Zhang, Hao; Liu, Xintong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis de simulación y estudio experimental de la modelización de la resistencia al gas en tuberías y características en serie
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Principio
Análisis electro-analógico
Resistencia de gas
Características en serie
Resistencia de gas en tuberías
Sistemas aerostáticos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El principio del análisis electro-analógico trata la estructura del camino del gas como análoga a un circuito, ofreciendo un potencial significativo para el análisis de rendimiento en sistemas aerostáticos. Sin embargo, la investigación sobre la resistencia del gas sigue en una etapa temprana. Este estudio investiga la resistencia del gas en tuberías y sus características en serie utilizando una tubería circular delgada como sujeto. Primero, la resistencia del gas se redefine basándose en una derivación de la ecuación de Bernoulli, resultando en fórmulas que cubren velocidades bajas y altas y un modelo de cálculo para la resistencia del gas en serie. Se realizan simulaciones para modelar la tubería, centrándose en el coeficiente de resistencia por fricción a bajas velocidades. Los resultados proporcionan información sobre la resistencia del gas en tuberías con diámetros internos variables y conexiones en serie relacionadas. Se lleva a cabo un experimento para validar las predicciones, indicando que, a bajas velocidades, los valores de resistencia del gas definidos y determinados para tuberías con diámetros internos que varían de 1 a 6 mm son en gran medida consistentes. Tanto la resistencia del gas como la resistencia del gas en serie disminuyen a medida que aumenta la diferencia de presión entre los dos extremos de la tubería. Los errores relativos por debajo del 5% se consideran típicamente muy buenos, especialmente al tratar con sistemas complejos. El error relativo máximo entre la resistencia del gas medida experimentalmente, basada en la fórmula definitoria y el valor de simulación, es del 3.1%. Además, los errores relativos máximos para los valores de resistencia del gas medida en forma individual y en serie son del 5% y del 3.8%, respectivamente, según las fórmulas definitorias y determinantes. El modelo teórico es efectivo y confiable, proporcionando un valioso apoyo teórico para el análisis de impedancia de sistemas aerostáticos.
Descripción
El principio del análisis electro-analógico trata la estructura del camino del gas como análoga a un circuito, ofreciendo un potencial significativo para el análisis de rendimiento en sistemas aerostáticos. Sin embargo, la investigación sobre la resistencia del gas sigue en una etapa temprana. Este estudio investiga la resistencia del gas en tuberías y sus características en serie utilizando una tubería circular delgada como sujeto. Primero, la resistencia del gas se redefine basándose en una derivación de la ecuación de Bernoulli, resultando en fórmulas que cubren velocidades bajas y altas y un modelo de cálculo para la resistencia del gas en serie. Se realizan simulaciones para modelar la tubería, centrándose en el coeficiente de resistencia por fricción a bajas velocidades. Los resultados proporcionan información sobre la resistencia del gas en tuberías con diámetros internos variables y conexiones en serie relacionadas. Se lleva a cabo un experimento para validar las predicciones, indicando que, a bajas velocidades, los valores de resistencia del gas definidos y determinados para tuberías con diámetros internos que varían de 1 a 6 mm son en gran medida consistentes. Tanto la resistencia del gas como la resistencia del gas en serie disminuyen a medida que aumenta la diferencia de presión entre los dos extremos de la tubería. Los errores relativos por debajo del 5% se consideran típicamente muy buenos, especialmente al tratar con sistemas complejos. El error relativo máximo entre la resistencia del gas medida experimentalmente, basada en la fórmula definitoria y el valor de simulación, es del 3.1%. Además, los errores relativos máximos para los valores de resistencia del gas medida en forma individual y en serie son del 5% y del 3.8%, respectivamente, según las fórmulas definitorias y determinantes. El modelo teórico es efectivo y confiable, proporcionando un valioso apoyo teórico para el análisis de impedancia de sistemas aerostáticos.