Caracterización del Campo de Flujo de Múltiples Chorros de Gas de Baja Densidad Impactando en una Pared a una Distancia Corta Usando PIV
Autores: Cecere, Giovanni; Andersson, Mats; Merola, Simona Silvia; Irimescu, Adrian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Caracterización del Campo de Flujo de Múltiples Chorros de Gas de Baja Densidad Impactando en una Pared a una Distancia Corta Usando PIV
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Gas
Relaciones de presión
Posición de la placa
Helio
Láser Nd:YAG
Campo de flujo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento estudia la dinámica de un gas de baja densidad inyectado directamente sobre una pared plana, centrándose en la influencia de diferentes relaciones de presión (PRs) y la posición de la placa. Por razones de seguridad, se utilizó helio (He) como sustituto para reproducir las características de mezcla del hidrógeno. Se ha utilizado un láser Nd:YAG para generar el fondo luminoso en la cámara de volumen constante (CVC) y partículas de aceite vegetal como rastreadores para identificar el campo de flujo inducido. Se investigaron dos configuraciones: la primera, con una pared plana posicionada perpendicularmente a una distancia axial de 10 mm de la punta del inyector, y la segunda con la misma placa a 30 mm río abajo del inyector, inclinada a 30 grados. La presión de inyección se barrió de 20 a 50 bar, mientras que la presión de retroceso dentro de la CVC osciló entre 2 y 6 bar para permitir la reproducción de cinco valores diferentes de PRs: 3, 4, 7, 10 y 17. La comparación de los resultados en las dos configuraciones ha destacado el papel de la placa a corta distancia en la desaceleración de la velocidad del chorro (230 m/s a 160 m/s) mientras mejora la intensidad de la vorticidad (+10%). Además, se observó que se formaba una región de estancamiento en la pared plana, río abajo del eje del inyector para la configuración de 10 mm. En esta área, la velocidad osciló entre el 50% y el 60% en comparación con la velocidad promedio del chorro. Este fenómeno se notó que era menos pronunciado con la configuración de 30 mm y 30 grados, que llevó a una reducción de velocidad más contenida del 150-160%.
Descripción
Este documento estudia la dinámica de un gas de baja densidad inyectado directamente sobre una pared plana, centrándose en la influencia de diferentes relaciones de presión (PRs) y la posición de la placa. Por razones de seguridad, se utilizó helio (He) como sustituto para reproducir las características de mezcla del hidrógeno. Se ha utilizado un láser Nd:YAG para generar el fondo luminoso en la cámara de volumen constante (CVC) y partículas de aceite vegetal como rastreadores para identificar el campo de flujo inducido. Se investigaron dos configuraciones: la primera, con una pared plana posicionada perpendicularmente a una distancia axial de 10 mm de la punta del inyector, y la segunda con la misma placa a 30 mm río abajo del inyector, inclinada a 30 grados. La presión de inyección se barrió de 20 a 50 bar, mientras que la presión de retroceso dentro de la CVC osciló entre 2 y 6 bar para permitir la reproducción de cinco valores diferentes de PRs: 3, 4, 7, 10 y 17. La comparación de los resultados en las dos configuraciones ha destacado el papel de la placa a corta distancia en la desaceleración de la velocidad del chorro (230 m/s a 160 m/s) mientras mejora la intensidad de la vorticidad (+10%). Además, se observó que se formaba una región de estancamiento en la pared plana, río abajo del eje del inyector para la configuración de 10 mm. En esta área, la velocidad osciló entre el 50% y el 60% en comparación con la velocidad promedio del chorro. Este fenómeno se notó que era menos pronunciado con la configuración de 30 mm y 30 grados, que llevó a una reducción de velocidad más contenida del 150-160%.