Computational Fluid Dynamics Study on Head Loss Through ۹۰° Elbows with Curvature Radius Variation
محل انتشار: ماهنامه بین المللی مهندسی، دوره: 39، شماره: 6
سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 21
فایل این مقاله در 15 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_IJE-39-6_012
تاریخ نمایه سازی: 26 شهریور 1404
چکیده مقاله:
Pipe elbows are vital components in industrial fluid transport systems, where changes in flow direction often lead to energy losses and complex secondary flow phenomena. This study presents a Computational Fluid Dynamics (CFD)-based investigation on how the curvature ratio (R/D) of ۹۰° elbows influences head loss, pressure distribution, velocity recovery, and downstream flow development. Simulations were performed for five R/D values (۱.۰, ۱.۴۷, ۳.۳۳, ۳.۶۷, and ۷.۶۶) under turbulent, single-phase flow at Reynolds numbers of ۱۷,۶۳۱.۷۱ and ۲۳,۸۸۸.۱۳. The results show that the head loss coefficient (K) decreases with increasing R/D up to approximately ۳.۶۷, beyond which it rises again due to extended wall friction. Elbows with larger R/D enable smoother flow redirection, faster velocity stabilization, and more uniform pressure fields, while small-radius elbows induce stronger separation, asymmetric profiles, and higher energy dissipation. These findings confirm a nonlinear relationship between geometry and hydraulic performance, highlighting an optimal curvature range for efficient design. The study adds scientific value by extending R/D coverage beyond common industrial standards and systematically analyzing flow recovery behavior. It concludes that elbows with R/D near ۳.۶۷ provide a favorable balance between minimizing separation and limiting frictional loss at moderate Re. These insights support more energy-efficient design strategies in piping networks. Future work is recommended to explore unsteady, multiphase, or thermally coupled flows for broader applicability.
کلیدواژه ها:
نویسندگان
H. Helmizar
Department of Mechanical Engineering, Universitas Bengkulu, Bengkulu, ۳۸۳۷۱A, Indonesia
D. Nopita
Department of Mechanical Engineering, Universitas Bengkulu, Bengkulu, ۳۸۳۷۱A, Indonesia
Y. Witanto
Department of Mechanical Engineering, Universitas Bengkulu, Bengkulu, ۳۸۳۷۱A, Indonesia
K. Shai
Lerotholi Polytechnic, P.O. Box ۱۶ Maseru, Lesotho
R. D. Eka Putra
Department of Mechanical Engineering, Universitas Bengkulu, Bengkulu, ۳۸۳۷۱A, Indonesia
A. Kurniawan Mainil
Department of Mechanical Engineering, Universitas Bengkulu, Bengkulu, ۳۸۳۷۱A, Indonesia
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :