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Movimiento de una esfera libre de luz y líquido en un cilindro vertical rotatorio de longitud finita

Autores: Kozlov, Victor; Zvyagintseva, Ekaterina; Kudymova, Ekaterina; Romanetz, Vlada

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Movimiento de una esfera libre de luz y líquido en un cilindro vertical rotatorio de longitud finita


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Estudio experimental
Movimiento de fluidos
Cilindro vertical en rotación
Grabación de video a alta velocidad
Método PIV
Columna de Taylor-Proudman

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El artículo está dedicado a un estudio experimental del movimiento de fluidos excitado por un cuerpo esférico ligero que flota a lo largo del eje de un cilindro vertical en rotación. Los experimentos se realizan con rotación rápida. La grabación de video de alta velocidad examina el comportamiento del cuerpo dependiendo de la tasa de rotación y la viscosidad del líquido. Se utiliza el método PIV para investigar los campos de velocidad del líquido. En el marco de la cavidad, el cuerpo excita el movimiento del líquido en forma de una columna de Taylor-Proudman, cuyo diámetro es consistente con el diámetro del cuerpo. En la columna superior, el líquido realiza una rotación diferencial retrógrada, y en la inferior, una rotación progradante. Fuera de las columnas, la rotación diferencial está prácticamente ausente. Se encuentra que la intensidad del movimiento azimutal retrógrado en la columna frontal aumenta a medida que el cuerpo asciende, mientras que la intensidad de la rotación progradante en la columna trasera disminuye. Como resultado, el cuerpo libre, simultáneamente con el movimiento a lo largo del eje, realiza una rotación diferencial: en la parte inferior de la cavidad es progradante, mientras que en la parte superior es retrógrada. La intensidad de la rotación diferencial del cuerpo varía con la coordenada longitudinal de manera lineal y disminuye con la velocidad de rotación adimensional.

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