Boru ve kanal sistemlerinde dirsek kaybı genellikle tablo değerleriyle hesaplanır. Bu değerler doğrudur — izole bir dirsek ve düzgün giriş şartı için.
Dean girdapları
Eğri bir kanalda merkezkaç kuvveti akışkanı dış duvara iter; kütle korunumu bunu iki ters yönlü dönen hücreyle dengeler. Sonuç, eksenel akışın üzerine binmiş bir ikincil dolaşımdır ve dirsekten çıktıktan sonra onlarca çap boyunca sönmez.
İki sonucu vardır:
Kayıp artar. İkincil dolaşım da enerji tüketir; toplam kayıp, izole dirsek tablosunun üzerindedir.
Aşağı akış bozulur. Dirsekten çıkan akış üniform değildir. Hemen ardına konan bir debimetre yanlış okur, bir fan sistem etkisi yaşar, bir ısı değiştirici dağılım problemi yaşar, bir pompa emişi bozulur.
Arka arkaya dirsekler
İki dirsek arka arkaya geliyorsa toplam kayıp, tek tek kayıpların toplamı değildir. Aynı düzlemdeyse ikincil akış güçlenebilir ya da sönebilir; farklı düzlemdeyse üç boyutlu bir burulmalı akış doğar ve kayıp belirgin biçimde artar. Tablolardan toplama yapmak burada sistematik olarak yanıltır — CFD'nin sistem tasarımında en açık kazandırdığı yerlerden biridir.
Modelleme notu
İkincil akış, eksenel akışa dik düzlemdeki hız bileşenlerinden oluşur ve bu bileşenler küçüktür. Kaba bir ağ ya da birinci mertebe şema, onları kolayca siler. Ağ kesit boyunca yeterli çözünürlükte olmalı ve çözüm ikinci mertebeyle tamamlanmalıdır.
Türbülans tarafında izotropik iki denklemli modeller, dönen akışın anizotropisini yakalamakta zayıftır; ikincil akışın şiddeti önemliyse Reynolds gerilme modeli daha gerçekçidir [1]. Aynı sınır siklonlarda da geçerlidir.
Kaynaklar
- Launder, B. E., Reece, G. J. & Rodi, W. (1975). Progress in the development of a Reynolds-stress turbulence closure. Journal of Fluid Mechanics, 68(3), 537–566.
- Ferziger, J. H., Perić, M. & Street, R. L. (2020). Computational Methods for Fluid Dynamics, 4th ed. Springer. DOI: 10.1007/978-3-319-99693-6