¿La mejor manera de deshacerse de los flujos turbulentos?

Estoy haciendo una instalación de prueba para bombas. Esta instalación debe ser capaz de manejar 500 m ³ / h con la menor turbulencia posible. La cuenca en sí es de 5 metros de largo, 2,5 metros de ancho y 2 metros de alto. El nivel del agua en la cuenca se mantiene a 1,9 metros.

La cuenca está diseñada en dos secciones: la primera es donde el flujo de descarga entra en la cuenca (la tubería termina aproximadamente a 1 metro desde el fondo). En esa zona el agua fluye libremente.

Después de eso, tiene que fluir sobre el muro de contención (1,7 m de altura), lo que debería crear un flujo algo uniforme.

¿Hay mejores soluciones para hacer esto?

Otra idea que tengo es un muro de contención como este:

Esto hace tres platos con rayas recortadas.

La idea detrás de esto es tener un flujo más uniforme en toda la cuenca en lugar de un desbordamiento, lo que crea un poco de turbulencia allí.

water-resources turbulence flow-control

— Arjo
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¿Tienes requisitos más específicos? ¿Puede sugerir un número de Reynolds adecuado o criterios para la turbulencia?

— willpower2727

¿Está el muro de contención justo allí para suavizar el flujo? ¿Cuál es el punto de tratar de eliminar la turbulencia en su bañera? Es casi seguro que tendrá turbulencia en la succión de la bomba en esos flujos.

— Chuck

@ willpower2727 He estado buscando en Reynolds, pero me resulta difícil encontrar una buena solución para hacer ese cálculo. ¿Cuál sería un buen objetivo? ¿Debo usar el área sobre la pared como área de superficie?

— Arjo

@Arjo Raramente hago cálculos de fluidos, pero podría buscar encontrar un diámetro hidráulico para la bañera: en.wikipedia.org/wiki/Hydraulic_diameter

— willpower2727

Apenas soy un experto, pero consideraría reemplazar la parte superior de la partición sólida (por encima del nivel de las aberturas de la tubería de descarga) con un par de capas de algún tipo de malla metálica o pantalla. Supongo que el tanque se mantiene bastante lleno (1.5 - 1.8 m) durante una prueba.

— Dave Tweed

Respuestas:

Suponiendo que desea minimizar las turbulencias en la región de la bomba, probablemente necesite usar alisadores de flujo en algún lugar aguas arriba de la bomba. Tendría que estudiar el diámetro y la longitud óptimos de los alisadores. El MIT simplemente usó popotes para hacer esto en un túnel de viento. Aquí hay un par de los documentos más conocidos sobre el tema:

Reducción de la turbulencia del túnel de agua mediante un panal de abejas por Lumley y McMahon
Control de la turbulencia de flujo libre mediante panales: un equilibrio entre la supresión y la generación por Loehrke y Nagib

— Wes
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En los túneles de viento, generalmente se utilizan mallas y / o panales para reducir la turbulencia.

Sin embargo, para lograr realmente una baja turbulencia, probablemente no sea suficiente agregar un solo componente a su instalación. Sospecho que necesita evaluar el diseño general. Puede ser útil algún tipo de difusor en los extremos de la tubería. Si observa el flujo detrás de los pilares del puente, puede ver que la turbulencia se puede preservar a largo plazo también en el agua.

Esto no es trivial.

— Robin
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