Utsläppskoefficient

I ett munstycke eller annan förträngning är utloppskoefficienten (även känd som utsläppskoefficient eller utflödeskoefficient ) förhållandet mellan det faktiska utsläppet och det ideala utsläppet, dvs förhållandet mellan massflödeshastigheten vid munstyckets utloppsände och det för ett idealiskt munstycke som expanderar en identisk arbetsvätska från samma initiala förhållanden till samma utloppstryck.

Matematiskt kan urladdningskoefficienten relateras till massflödeshastigheten för en vätska genom ett rakt rör med konstant tvärsnittsarea genom följande:

$C_{\text{d}}={\frac {\dot { m}}{\rho {\dot {V}}}}={\frac {\dot {m}}{\rho Au}}={\frac {\dot {m}}{\rho A{\sqrt {\frac {2\Delta P}{\rho }}}}}={\frac {\dot {m}}{A{\sqrt {2\rho \Delta P}}}}$

$C_{\text{d}}={\frac {Q_{\text{exp}}}{Q_{\text{ideal}}}}$

Var:

$C_{\text{d}}$ , urladdningskoefficient genom förträngningen (dimensionslös).

${\dot {m}}$ , massflödeshastighet för vätska genom förträngning (massa per gång).

$\rho$ , vätskans densitet (massa per volym).

${\dot {V}}$ , volymflöde av vätska genom förträngning (volym per gång).

$A$ , tvärsnittsarea av flödesförträngning (area).

$u$ , vätskans hastighet genom förträngning (längd per tid).

$\Delta P$ , tryckfall över förträngning (kraft per area).

Denna parameter är användbar för att bestämma de oåterkalleliga förlusterna som är förknippade med en viss utrustning (förträngning) i ett vätskesystem, eller det "motstånd" som utrustningen utsätter för flödet.

Detta flödesmotstånd, ofta uttryckt som en dimensionslös parameter, $k$ , är relaterat till urladdningskoefficienten genom ekvationen:

$k={\frac {1}{C_{\text{d}}^{2}}}$

vilket kan erhållas genom att ersätta $\Delta P$ i den tidigare nämnda ekvationen med resistansen, $k$ , multiplicerat med vätskans dynamiska tryck , $q$ .

Ett exempel i öppet kanalflöde

På grund av komplext beteende hos vätskor runt några av strukturerna såsom öppningar, grindar och fördämningar etc., görs vissa antaganden för den teoretiska analysen av förhållandet mellan steg och urladdning. Till exempel, i fallet med grindar, är trycket vid grindöppningen icke-hydrostatiskt vilket är svårt att modellera; det är dock känt att trycket vid grinden är mycket litet. Därför antar ingenjörer att trycket är noll vid portöppningen och följande ekvation erhålls för urladdning:

$Q=A_{0}{\sqrt {2gH_{1}}}$

var:

Q, urladdning

$A_{0}$ , flödesarea

g, tyngdacceleration

$H_{1}$ , gå precis uppströms porten

Men trycket är faktiskt inte noll vid grinden; därför används urladdningskoefficienten Cd enligt följande _:

$Q=C_{\text{d}}A_{0}{\sqrt {2gH_{1}}}$

Se även

• Flödeskoefficient
• Öppningsplatta

externa länkar

• Urladdningskoefficient , JB Calvert, 15 juni 2003
• Mass Flow Choking , Nancy Hall, 6 april 2018