気体パイプ

気体パイプ要素は断面積一定のパイプ要素です（図77）。この要素は一定の回転速度で軸の周りに回転させることができます。回転させる場合には入り口中心 r_in と出口中心 r_out から回転軸までの間の距離を指定する必要があります。

**図77:** 気体パイプ要素の形状
$\begin{figure}\epsfig{file=Gaspipe.eps,width=11cm}\end{figure}$

摩擦パラメーターは以下のように決められます：

層流（Re<2000）の場合

$\displaystyle f=\frac{64}{\text{Re}}$

(13)

乱流の場合

$\displaystyle \frac{1}{\sqrt{f}} = -2.03 \log \left(\frac{2.51}{\text{Re}\sqrt{f}} + \frac{k_s}{3.7 D} \right).$

(14)

ここでk_sは管表面の材質粒径、Reは以下の式で定義されるレイノルズ数です。

Re $\displaystyle = \frac{U D}{\nu},$

(15)

U は流体速度、ν は動粘性係数です。気体パイプは以下のパラメーターで表されます（ *FLUID SECTION,TYPE=GAS PIPE ADIABATIC カードまたは *FLUID SECTION,TYPE=GAS PIPE ISOTHERMAL カードの下の行で順に指定されます）：

デフォルトの気体パイプは断熱、つまりパイプでの熱交換がありません。ユーザーはパイプ要素を等温指定、つまりパイプ内の静温度が変化しないよう指定することもできます。この場合には要素の2つの端節点のうちのひとつのエネルギー方程式が等温条件に置き換えられます。

形状因子 φ は以下の層流時の非円形断面の摩擦式を変更する場合にのみ使用されます：

$\displaystyle f=\varphi \frac{64}{\text{Re}}.$

(16)

いくつかの断面での φ の値が[13]にあります。正方断面での値は0.88、縦横比2の直方断面での値は0.97です。

サンプルファイル: gaspipe10、gaspipe8-cfd-massflow、gaspipe8-oil

guido dhondt 2016-03-08