Hidrodinámica de chorros de vapor supersónico inyectados en agua en flujo cruzado
Autores: Ghazwani, Hassan Ali; Sanaullah, Khairuddin; Khan, Afrasyab
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Hidrodinámica de chorros de vapor supersónico inyectados en agua en flujo cruzado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Gas
Vapor
Chorros
Líquido sónico
Vorticidad
Turbulencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los chorros de gas/vapor a alta velocidad inyectados en un líquido sónico en movimiento transversal significan un fenómeno vital que tiene aplicaciones útiles en procesos ambientales y energéticos. En el presente estudio experimental, se inyectó un chorro pulsante de vapor supersónico en agua en flujo transversal. Se encontraron zonas de circulación de vorticidad opuesta debido a la interacción entre el chorro de vapor y el flujo de agua transversal. Sin embargo, apareció una gran circulación frente a la salida de la boquilla. Además, se observaron la mayoría de las pequeñas regiones de circulación a tasas de flujo de agua más altas (>2 m3/s). Entre las principales variables de mezcla (es decir, la energía cinética de turbulencia (TKE) y el esfuerzo cortante de Reynolds (RSS)), las estimaciones de RSS respaldaron un pequeño fenómeno difusivo dentro de una región alejada de la salida de la boquilla. Más información extraída de las imágenes de PIV indicó la existencia de inestabilidades de Kelvin-Helmholtz (KH). Los pares de vórtices de rotación opuesta (CVPs) parecieron ser significativos en la región cercana a la salida de la boquilla, y exhibieron pliegues en el lado de sotavento. Además, se evaluaron los efectos de las condiciones de operación sobre la recuperación de presión y la eficiencia de mezcla, así como la penetración y la altura de separación, para determinar la optimización del fenómeno. Al aplicar un análisis de diferencia extrema, se encontró que la eficiencia de mezcla era el parámetro más influyente.
Descripción
Los chorros de gas/vapor a alta velocidad inyectados en un líquido sónico en movimiento transversal significan un fenómeno vital que tiene aplicaciones útiles en procesos ambientales y energéticos. En el presente estudio experimental, se inyectó un chorro pulsante de vapor supersónico en agua en flujo transversal. Se encontraron zonas de circulación de vorticidad opuesta debido a la interacción entre el chorro de vapor y el flujo de agua transversal. Sin embargo, apareció una gran circulación frente a la salida de la boquilla. Además, se observaron la mayoría de las pequeñas regiones de circulación a tasas de flujo de agua más altas (>2 m3/s). Entre las principales variables de mezcla (es decir, la energía cinética de turbulencia (TKE) y el esfuerzo cortante de Reynolds (RSS)), las estimaciones de RSS respaldaron un pequeño fenómeno difusivo dentro de una región alejada de la salida de la boquilla. Más información extraída de las imágenes de PIV indicó la existencia de inestabilidades de Kelvin-Helmholtz (KH). Los pares de vórtices de rotación opuesta (CVPs) parecieron ser significativos en la región cercana a la salida de la boquilla, y exhibieron pliegues en el lado de sotavento. Además, se evaluaron los efectos de las condiciones de operación sobre la recuperación de presión y la eficiencia de mezcla, así como la penetración y la altura de separación, para determinar la optimización del fenómeno. Al aplicar un análisis de diferencia extrema, se encontró que la eficiencia de mezcla era el parámetro más influyente.