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Mediciones y simulaciones de velocimetría de seguimiento de partículas del flujo interno con remolino inducido

Autores: Boldt, Ryan; Hanson, David R.; Jiang, Lulin; McClain, Stephen T.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Mediciones y simulaciones de velocimetría de seguimiento de partículas del flujo interno con remolino inducido


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Flujo descendente
Flujo en remolino
Pasaje interno
Mejora de la transferencia de calor
Procesos de combustión
Velocimetría de seguimiento de partículas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La descomposición aguas abajo del flujo inducido en remolino dentro de un pasaje interno tiene implicaciones para la mejora de la transferencia de calor, la mezcla de especies y los procesos de combustión. Para este artículo, se investigó el flujo en remolino en un pasaje interno utilizando técnicas experimentales y computacionales. Se instalaron dos filas escalonadas de 8 palas cada una con un perfil NACA 0015, destinadas a desviar el flujo cercano a la pared 45 grados en relación con la dirección del flujo, en las superficies superior e inferior del túnel de viento de Flujo Interno de Rugosidad (RIFT). Las palas inducían componentes laterales opuestos en el flujo cerca de las superficies superior e inferior de la sección de prueba rectangular del RIFT e inducían un patrón de flujo en remolino dentro del pasaje. Se utilizó un sistema de velocimetría de seguimiento de partículas tomográfica (PTV) de 4 cámaras para evaluar el flujo de aire dentro de un volumen de medición de 40 mm x 40 mm x 60 mm en la línea media del túnel, 0.5 m aguas abajo del remolino inducido. Se recopilaron mediciones de velocidad de flujo medio a números de Reynolds basados en el diámetro hidráulico de 10,000, 20,000 y 30,000. Para validar las mediciones de PTV, particularmente el componente normal de velocidad del plano de la cámara, se tomaron trazas a través del volumen de medición utilizando una sonda de cinco orificios. Los resultados de ambos métodos de medición se compararon con una simulación computacional de toda la sección de prueba del RIFT utilizando un modelo de turbulencia de transporte de tensión cortante (SST) k-, Simulación de Eddy Desprendido Mejorada con Retraso (IDDES). Las mediciones combinadas de seguimiento de partículas y las mediciones de la sonda de cinco orificios proporcionan un método para investigar el modelo de flujo turbulento y los resultados de la simulación, que son necesarios para futuras simulaciones de flujos encontrados dentro de boquillas de combustores que inducen remolinos.

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