Hydraulisk analyse af letvægts kontraklapper
Oversat titel
Hydraulic analysis of ligthweight flap gates
Forfattere
Markussen, Jens Bjerrum ; Gravesen, Nikolaj Skov
Semester
4. semester
Uddannelse
Udgivelsesår
2019
Afleveret
2019-06-07
Antal sider
96
Resumé
Rapporten undersøger letvægts-kontraklapper (en envejs klap i rør, der åbner med strømningen og forhindrer tilbagestrømning) og hvordan centrale beregningsparametre hænger sammen. Undersøgelsen bygger på modelforsøg med plastskiver samt tests af en udleveret Ø310 letvægts-kontraklap fra Dannozzle. På baggrund af målinger er der fundet to sammenhænge: mellem klappens åbningsvinkel og den gennemsnitlige strømningshastighed i røret, og mellem åbningsvinklen og et modstandstal (et tal, der beskriver det lokale energitab over komponenten). Disse relationer bruges til at udvikle en enkel dimensioneringsmodel, som kan forudsige klappens opførsel. Sammenhængen til modstandstallet gør det desuden muligt at beregne energitabet over kontraklappen som et enkelttab. For at opnå dette opstilles en systembeskrivelse af momentbalancen (ligevægten mellem vægt og strømningskræfter) for en kontraklap påvirket af et flow. Modellen kan beregne energitabet for kontraklapper med vilkårlig vægt og bruges til at sammenligne en letvægtsklap med en stålklap; resultaterne viser, at energitabet kan være op til halvt så stort for letvægtsudgaven.
This report investigates lightweight flap valves (a one-way flap in pipes that opens with the flow and prevents backflow) and how key calculation parameters are related. The study combines model tests with plastic discs and experiments on a supplied Ø310 lightweight flap from Dannozzle. Based on the measurements, two relationships were identified: between the flap’s opening angle and the average flow velocity in the pipe, and between the opening angle and a loss coefficient (a number that describes the local energy loss across the component). These relationships are used to develop a simple design model that can predict the flap’s behavior. The link to the loss coefficient also makes it possible to calculate the energy loss across the flap as a local (single) loss. To enable this, a system description of the torque balance (equilibrium between weight and flow-induced forces) is established for a flap exposed to flow. The model can compute the energy loss for flaps of arbitrary weight and is used to compare a lightweight flap with a steel flap; the results show that the energy loss can be up to half as large for the lightweight flap.
[Dette resumé er omskrevet med hjælp fra AI baseret på projektets originale resumé]