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Estructuras Superturbulentas en Chorros Inertes y Llamas de Difusión de Chorro

Autores: Lemanov, Vadim; Lukashov, Vladimir; Sharov, Konstantin

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Estructuras Superturbulentas en Chorros Inertes y Llamas de Difusión de Chorro


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Estudio experimental
Localizado espacialmente
Superestructuras de movimiento a gran escala
Chorro
Dióxido de carbono
Números de Reynolds
Anemómetro de hilo caliente
PIV 2D de alta velocidad
Intermitencia
Modo de transición laminar-turbulento
Superestructuras turbulentas
Estabilidad estructural
Dimensión transversal
Vórtices
Combustión por difusión
Metano
Aire
Perturbaciones
Topología de la llama
Cascada

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se llevó a cabo un estudio experimental de superestructuras de movimiento de muy gran escala localizadas espacialmente, que se propagan en un chorro de dióxido de carbono a bajos números de Reynolds. Se utilizaron un anemómetro de hilo caliente y un PIV 2D de alta velocidad con una frecuencia de 7 kHz como instrumentos de medición. Este tipo de superestructura en un chorro con una dimensión longitudinal de hasta 20-30 diámetros de boquilla se forma inicialmente en la fuente del chorro: un tubo largo en un modo de transición laminar-turbulento (sin perturbaciones artificiales). Se demuestra que este régimen con intermitencia en el tiempo, cuando parte del flujo es laminar y la otra parte es turbulenta, existe tanto en la salida de la boquilla como en el campo cercano del chorro. Así, se encontró la estabilidad estructural de tales superestructuras turbulentas en el campo cercano del chorro. A pesar de la gran escala longitudinal, estas formaciones tienen una dimensión transversal del orden de varios diámetros de boquilla. Estas estructuras tienen una topología interna compleja, es decir, las superestructuras son una conglomeración de vórtices de diferentes tamaños, desde la macros escala hasta la micros escala. Usando el ejemplo de la combustión por difusión de metano en aire, se demuestra que en chorros reactantes, la existencia de tales perturbaciones localizadas grandes es un poderoso mecanismo físico para un cambio global en la topología de la llama. Al mismo tiempo, la presencia de una cascada de vórtices de diferentes tamaños en la composición del puff puede llevar a una deformación fractal del frente de la llama.

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