Abstract
The chapter presents the theoretical fundamentals of liquid flow regulation. The description of the operation of vortex regulators is reduced to the Toricelli formula, in which the flow factor is determined experimentally. Flow regulators are devices that reduce fluid flow. They consist of inlet and outlet ports and a vortex chamber, which can have different shapes and geometric dimensions. Designed regulators differ in the shape of the vortex chamber and the presence of a core-hole. Their prototypes were made of reinforced ABS copolymer using the 3D printing technique, which is resistant to high temperature and mechanical damage. The paper presents experimental results of the modified vortex flow regulators, characteristics of liquid flow and discharge coefficients.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
References
Anduze, M., et al.: Analysis and testing of a fluidic vortex microdiode. J. Micromech. Microeng. 11, 108–112 (2001)
Brombach, H.: Bistable vortex throttles for sewer flow control. In: Proceedings of IFAC Symposium of “Pneumatic & Hydraulic Components”, Warszawa (1980)
Brombach, H.: Untersuchung Stromungsmechanischer Elemente (Auidik) und die Moglichkeit der Anwendung von Wirbelkammerelementen im Wasserbau. Ph.D. Thesis, Mitteilungen des Instituts fiir Wasserbau der Universitiit Stuttgart, Stuttgart (1972a)
Brombach, H.: Vortex devices in hydraulic engineering. In: Proceedings of 5th Cranfield Fluidics Conference, BHRA, Fluid Engineering, Cranfield, Bedford (1972b)
Ekol-Unicon Sp. z o.o.: Katalog regulatorów (2017)
Elalfy, Y.E.: Untersuchung der Stromungsvorglinge in Wirbelkammerdioden und Drosseln, Ph.D. Thesis, Mitteilungen des Instituts fiir Wasserbau der Universitlit Stuttgart, Stuttgart (1979)
Haakh, F.: Vortex chamber diodes as throttle devices in pipe systems. Computation of transient flow. J. Hydraul. Res. 41(1), 53–59 (2003)
Huber, B., Prenner, R.: The influence of a vortex-flow throttle on transmission and reflection of pressure wave. In: Proceedings of 28th IAHR Congress, Graz (1999)
Jeżowiecka-Kabsch, K., Szewczyk, H.: Mechanika Płynów. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław (2001)
Kim, S., Khil, T., Kim, D., Yoon, T.: Effect of geometric parameters on the liquid film thickness and air core formation in a swirl injector. Meas. Sci. Tech. 21(3), 1–11 (2009)
Kim, S., Kim, D., Khil, T., Yoon, Y.: Effect of geometry on the liquid film thickness and formation of air core in a swirl injector. In: The 43rd AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit 2007, Cincinnati, AIAA-2007-5460, pp. 1–8 (2007)
Kotowski, A., Wójtowicz, P.: Podstawy projektowania i zasady stosowania regulatorów wirowych przepływu cieczy w systemach wodociągowych i kanalizacyjnych. Etap III - raport końcowy. Politechnika Wrocławska, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, Raport Serii SPR-1, Wrocław (2008)
Mays, L.W.: Stormwater Collection Systems Design Handbook. McGraw-Hill, New York (2001)
Ochowiak, M., Woziwodzki, S., Matuszak, M., Włodarczak, S.: Zgłoszenie patentowe P. 424372 pt.: Wirowy regulator przepływu cieczy (2018)
Orzechowski, Z., Prywer, J., Zarzycki, R.: Mechanika płynów w inżynierii środowiska. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa (1997)
Włodarczak, S., Ochowiak, M., Matuszak, M., Markowska, M., Szewczyk, K.: Wpływ cylindrycznej przegrody na proces rozpylania w rozpylaczach wirowych. Inż. Ap. Chem. 57(5), 158–159 (2018)
Wójtowicz, P., Kotowski, A.: Badania modelowe cylindrycznych regulatorów hydrodynamicznych. Ochrona Środowiska 30, 35–41 (2008a)
Wójtowicz, P., Kotowski, A.: Badania modelowe stożkowych regulatorów hydrodynamicznych. Ochrona Środowiska 30, 37–44 (2008b)
Wójtowicz, P.: Wpływ parametrów konstrukcyjnych i eksploatacyjnych wybranych regulatorów wirowych na ich charakterystykę hydrauliczną. Praca doktorska, Politechnika Wrocławska, Wroclaw (2007)
Zwara, W.: Oczyszczanie wód opadowych w infrastrukturze drogowej. Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej Oddział w Krakowie – materiały konferencyjne 62(112), 115–135 (2004)
Acknowledgments
This research was supported by Ministry of Science and Higher Education through grant PUT 03/32/SBAD/0902.
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Editor information
Editors and Affiliations
Rights and permissions
Copyright information
© 2020 Springer Nature Switzerland AG
About this paper
Cite this paper
Ochowiak, M., Włodarczak, S., Matuszak, M., Krupińska, A., Markowska, M. (2020). Flow Regulators - Design, Tests and Applications. In: Ochowiak, M., Woziwodzki, S., Mitkowski, P., Doligalski, M. (eds) Practical Aspects of Chemical Engineering. PAIC 2019. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-39867-5_28
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-39867-5_28
Published:
Publisher Name: Springer, Cham
Print ISBN: 978-3-030-39866-8
Online ISBN: 978-3-030-39867-5
eBook Packages: Chemistry and Materials ScienceChemistry and Material Science (R0)