Investigación Experimental del Mecanismo de Arrastre en Chorros Hemisféricos Circulares y Lobulados
Autores: Aldossary, Saad; El Hassan, Mouhammad; Bukharin, Nikolay; Abed-Meraim, Kamel; Sakout, Anas
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Investigación Experimental del Mecanismo de Arrastre en Chorros Hemisféricos Circulares y Lobulados
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Mezcla
Región de campo cercano
Chorros
Control pasivo
Boquillas hemisféricas
Mecanismo de arrastre
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Mejorar la mezcla en la región cercana de los chorros con su fluido circundante es de gran interés para varias aplicaciones industriales. En el presente trabajo se utiliza un control pasivo que implica modificaciones en la geometría del chorro en comparación con el diseño circular tradicional. Se propone un análisis del mecanismo de aspiración en el campo cercano a la salida del chorro para boquillas hemisféricas innovadoras (circulares y de seis lóbulos). Se utilizan mediciones de Velocimetría de Imágenes de Partículas Resueltas en el Tiempo (TR-PIV) de alta velocidad para caracterizar experimentalmente el mecanismo de aspiración en estos chorros. Se investigan las distribuciones de tasas medias de aspiración, crecimiento de la capa de cizallamiento y flujo de momento a lo largo de la dirección longitudinal dentro de la región cercana de los chorros hemisféricos circulares y lobulados. Se encuentra un aumento significativo en la aspiración utilizando la geometría hemisférica como método de control pasivo. Al comparar ambas geometrías de boquillas hemisféricas investigadas, se ha demostrado que la boquilla lobulada proporciona tasas de mezcla más altas en comparación con el chorro circular. Este aumento en la mezcla se puede atribuir a las estructuras de vórtice en dirección de flujo más fuertes generadas por la geometría de la boquilla lobulada, que promueven una mayor aspiración del fluido circundante.
Descripción
Mejorar la mezcla en la región cercana de los chorros con su fluido circundante es de gran interés para varias aplicaciones industriales. En el presente trabajo se utiliza un control pasivo que implica modificaciones en la geometría del chorro en comparación con el diseño circular tradicional. Se propone un análisis del mecanismo de aspiración en el campo cercano a la salida del chorro para boquillas hemisféricas innovadoras (circulares y de seis lóbulos). Se utilizan mediciones de Velocimetría de Imágenes de Partículas Resueltas en el Tiempo (TR-PIV) de alta velocidad para caracterizar experimentalmente el mecanismo de aspiración en estos chorros. Se investigan las distribuciones de tasas medias de aspiración, crecimiento de la capa de cizallamiento y flujo de momento a lo largo de la dirección longitudinal dentro de la región cercana de los chorros hemisféricos circulares y lobulados. Se encuentra un aumento significativo en la aspiración utilizando la geometría hemisférica como método de control pasivo. Al comparar ambas geometrías de boquillas hemisféricas investigadas, se ha demostrado que la boquilla lobulada proporciona tasas de mezcla más altas en comparación con el chorro circular. Este aumento en la mezcla se puede atribuir a las estructuras de vórtice en dirección de flujo más fuertes generadas por la geometría de la boquilla lobulada, que promueven una mayor aspiración del fluido circundante.