Erosión de Borde Avanzado y Partículas Flotantes: Simulación del Punto de Estancamiento en Flujo Turbulento Cargado de Partículas a través del Seguimiento Lagrangiano de Partículas
Autores: Hassanian, Reza; Riedel, Morris
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Erosión de Borde Avanzado y Partículas Flotantes: Simulación del Punto de Estancamiento en Flujo Turbulento Cargado de Partículas a través del Seguimiento Lagrangiano de Partículas
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Punto de estancamiento
Erosión de partículas
Turbinas eólicas
Máquinas rotativas
Flujo turbulento
Gravedad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Dado que el punto de estancamiento está sujeto a un movimiento de deformación, este experimento en 3D es un esfuerzo por simular el plano de estancamiento, que se aplica al estudio de la erosión de partículas en las palas de máquinas rotativas, como turbinas eólicas, turbinas de gas y compresores. La erosión de las palas de turbinas eólicas, causada por partículas como arena, hielo, insectos, gotas de lluvia y copos de nieve, puede afectar significativamente la eficiencia de la turbina, al igual que con otras máquinas rotativas. Investigaciones anteriores han indicado que la geometría del flujo y la gravedad pueden influir en las estadísticas de dinámica de partículas. El experimento de laboratorio del estudio actual simula el plano de estancamiento del perfil aerodinámico para investigar cómo las partículas flotantes causan erosión. El experimento implica sembrar trazadores y partículas inerciales en un flujo turbulento deformado con una intensidad turbulenta específica, tasa de deformación y la presencia de gravedad. Se lleva a cabo en una turbulencia inicialmente homogénea que experimenta una expansión axisimétrica repentina. El flujo se generó en. Se empleó la técnica de seguimiento de partículas lagrangianas basada en el método de mejor estimación de 4 cuadros para medir el campo de velocidad. Los resultados obtenidos son con dos tasas de deformación media diferentes y microscales de Reynolds-Taylor en presencia de gravedad, lo que no se ha considerado en la mayoría de los estudios numéricos en un flujo turbulento cargado de partículas. Proporciona una ventana transparente para investigar cómo las partículas de diferentes tamaños con distintas tasas de deformación fluyen y cómo su relación con la intensidad de turbulencia afecta la erosión. Se observan dos cuestiones más importantes en presencia de gravedad: el aumento de la intensidad de turbulencia de a 160 llevó a un aumento del 10-23% en la relación de erosión, dependiendo del tipo de partícula y la tasa de deformación del flujo. Asimismo, una tasa de deformación media del flujo duplicada (causada por deformación/flujo de corte) resultó en un aumento del 3-10% en la erosión, dependiendo del tipo de partícula y el número de Reynolds. Además, la influencia de la gravedad podría desempeñar un papel significativo en esta observación.
Descripción
Dado que el punto de estancamiento está sujeto a un movimiento de deformación, este experimento en 3D es un esfuerzo por simular el plano de estancamiento, que se aplica al estudio de la erosión de partículas en las palas de máquinas rotativas, como turbinas eólicas, turbinas de gas y compresores. La erosión de las palas de turbinas eólicas, causada por partículas como arena, hielo, insectos, gotas de lluvia y copos de nieve, puede afectar significativamente la eficiencia de la turbina, al igual que con otras máquinas rotativas. Investigaciones anteriores han indicado que la geometría del flujo y la gravedad pueden influir en las estadísticas de dinámica de partículas. El experimento de laboratorio del estudio actual simula el plano de estancamiento del perfil aerodinámico para investigar cómo las partículas flotantes causan erosión. El experimento implica sembrar trazadores y partículas inerciales en un flujo turbulento deformado con una intensidad turbulenta específica, tasa de deformación y la presencia de gravedad. Se lleva a cabo en una turbulencia inicialmente homogénea que experimenta una expansión axisimétrica repentina. El flujo se generó en. Se empleó la técnica de seguimiento de partículas lagrangianas basada en el método de mejor estimación de 4 cuadros para medir el campo de velocidad. Los resultados obtenidos son con dos tasas de deformación media diferentes y microscales de Reynolds-Taylor en presencia de gravedad, lo que no se ha considerado en la mayoría de los estudios numéricos en un flujo turbulento cargado de partículas. Proporciona una ventana transparente para investigar cómo las partículas de diferentes tamaños con distintas tasas de deformación fluyen y cómo su relación con la intensidad de turbulencia afecta la erosión. Se observan dos cuestiones más importantes en presencia de gravedad: el aumento de la intensidad de turbulencia de a 160 llevó a un aumento del 10-23% en la relación de erosión, dependiendo del tipo de partícula y la tasa de deformación del flujo. Asimismo, una tasa de deformación media del flujo duplicada (causada por deformación/flujo de corte) resultó en un aumento del 3-10% en la erosión, dependiendo del tipo de partícula y el número de Reynolds. Además, la influencia de la gravedad podría desempeñar un papel significativo en esta observación.