Investigación Experimental de la Dinámica de Vórtices en un Chorro Circular que Impacta en un Disco Rotatorio
Autores: El Hassan, Mouhammad; Nobes, David S.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Investigación Experimental de la Dinámica de Vórtices en un Chorro Circular que Impacta en un Disco Rotatorio
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Chorro circular
Disco rotatorio
Fuerzas centrífugas
Mediciones TR-PIV
Estructuras vórtices a gran escala
Desarrollo de la capa límite
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Se estudia un chorro circular que impacta perpendicularmente sobre un disco en rotación para comprender la influencia de las fuerzas centrífugas en el chorro radial de pared. Se realizan mediciones de Velocimetría de Imágenes de Partículas Resueltas en el Tiempo (TR-PIV) en diferentes regiones del chorro para investigar la física del flujo de las estructuras vórtices a gran escala y el desarrollo de la capa límite en la pared de impacto tanto para discos en rotación como estacionarios. El número de Reynolds es ReD = 2480, la distancia orificio-placa H = 4D (D es el diámetro del orificio del chorro) y la tasa de rotación es de 200 RPM. Se encuentra que la rotación de la pared de impacto resulta en fuertes efectos centrífugos, que afectan diferentes regiones del chorro. Tanto los perfiles de velocidad radial como las distribuciones de intensidad de turbulencia muestran un comportamiento diferente al comparar los casos estacionarios y en rotación. Se implementa un análisis del Exponente de Lyapunov de Tiempo Finito (FTLE) para describir el comportamiento resuelto en el tiempo de las estructuras vórtices a gran escala y la separación del flujo.
Descripción
Se estudia un chorro circular que impacta perpendicularmente sobre un disco en rotación para comprender la influencia de las fuerzas centrífugas en el chorro radial de pared. Se realizan mediciones de Velocimetría de Imágenes de Partículas Resueltas en el Tiempo (TR-PIV) en diferentes regiones del chorro para investigar la física del flujo de las estructuras vórtices a gran escala y el desarrollo de la capa límite en la pared de impacto tanto para discos en rotación como estacionarios. El número de Reynolds es ReD = 2480, la distancia orificio-placa H = 4D (D es el diámetro del orificio del chorro) y la tasa de rotación es de 200 RPM. Se encuentra que la rotación de la pared de impacto resulta en fuertes efectos centrífugos, que afectan diferentes regiones del chorro. Tanto los perfiles de velocidad radial como las distribuciones de intensidad de turbulencia muestran un comportamiento diferente al comparar los casos estacionarios y en rotación. Se implementa un análisis del Exponente de Lyapunov de Tiempo Finito (FTLE) para describir el comportamiento resuelto en el tiempo de las estructuras vórtices a gran escala y la separación del flujo.