Spelling suggestions: "subject:"ροής"" "subject:"δομή""
11 |
Μακροσκοπική θεωρία διφασικής ροής σε πορώδη υλικά βάσει ολοκληρώσεως των φαινομένων κλίμακας πόρωνΒαλαβανίδης, Μάριος 19 October 2009 (has links)
- / -
|
12 |
Μελέτη φαινομένων τυρβώδους μεταφοράς σε φλόγα διάχυσης σταθεροποιημένης σε διδιάστατο σώμαΜπακροζής, Ανδρέας 26 October 2009 (has links)
- / -
|
13 |
Προσομοίωση διφασικής ροής με φαινόμενα διαβροχής και αλλαγή φάσεως μέσω μιας νέας μεθόδου κυτταρικών αυτομάτωνΚαλαράκης, Αλέξανδρος 23 July 2010 (has links)
- / -
|
14 |
Επίδρασις της ελευθέρας ροής επί πορώδους κατακόρυφου πλακόςΓεωργαντόπουλος, Γεώργιος Α. 21 September 2010 (has links)
- / -
|
15 |
Ροή θερμότητας στη διεπιφάνεια αέρα-θάλασσας στο Αιγαίο ΠέλαγοςΠαπαδόπουλος, Βασίλης 05 August 2011 (has links)
Στη διατριβή υπολογίζονται μηνιαίες τιμές για κάθε μια από τις τέσσερις συνιστώσες της ροής θερμότητας στη διεπιφάνεια αέρα-θάλασσας σε πέντε σημεία στο Αιγαίο Πέλαγος για το χρονικό διάστημα 2000-2008 με χρήση δεδομένων α) από το δίκτυο πλωτών μετρητικών σταθμών του συστήματος ΠΟΣΕΙΔΩΝ του Ελληνικού Κέντρου Θαλασσίων Ερευνών, β) από τη δορυφορική πλατφόρμα SSM/I και γ) από την Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία. Οι μηνιαίες τιμές που υπολογίζονται για κάθε μία από τις τέσσερις συνιστώσες της ροής θερμότητας συγκρίνονται με τις αντίστοιχες από ευρέως χρησιμοποιούμενες βάσεις δεδομένων με σκοπό την αξιολόγηση των βάσεων αυτών για την περιοχή του Αιγαίου Πελάγους. Στη συνέχεια χρησιμοποιούνται οι στατιστικά καλύτερες βάσεις για τη διερεύνηση των χαρακτηριστικών της ροής θερμότητας στο Αιγαίο σε βάθος χρόνου. Εξετάζεται η συσχέτιση των συνιστωσών της ροής θερμότητας με γνωστούς και πειραματικούς κλιματικούς δείκτες, με τη μεγάλης κλίμακας ατμοσφαιρική κυκλοφορία και με το πεδίο του υετίσιμου ύδατος σε μια περιοχή που περιλαμβάνει τον ανατολικό Ατλαντικό, την Ευρώπη και τη βόρεια Αφρική. Τέλος εξετάζεται η συνεισφορά και η συμπεριφορά των συνιστωσών στη μεταβλητότητα της ροής θερμότητας μεταξύ αέρα και θάλασσας στο Αιγαίο Πέλαγος καθώς και το πεδίο της ατμοσφαιρικής πίεσης που ευνοεί την εμφάνιση των ακρότατων τιμών της ξεχωριστά για την ψυχρή και τη θερμή περίοδο του έτους. / Monthly mean values for the each one of the four air-sea heat fluxes components are calculated at five sites in the Aegean Sea for the period 2000-2008. For this calculation three different kinds of data are used: a) data from the Greek network of oceanographic buoys of the Hellenic Centre for Marine Research (the POSEIDON system), b) data from the NASA satellite platform SSM/I, and c) data from the Hellenic National Meteorological Service. The calculated monthly mean values are compared with the corresponding values from broadly used data bases in order to investigate the suitability of these data bases for the Aegean Sea. The statistically robust data archives are used to examine the characteristics of the surface fluxes over an extended time period. More specifically, the correlation between the surface heat exchange and several climatic indices, the large scale atmospheric circulation and the total precipitable water are investigated over an extended area covering the eastern part of the Atlantic Ocean, Europe and north Africa. The behavior and the contribution of each air-sea heat fluxes component to surface fluxes variability over the Aegean are also identified. Last, the sea level pressure (SLP) patterns favoring the uppermost and the lowermost air-sea heat budget values are described separately for the cold and for the warm period of the year.
|
16 |
Μελέτη της αλληλεπίδρασης απορρέματος με τυρβώδες οριακό στρώμαΚουρούνης, Αντώνιος 27 May 2010 (has links)
- / -
|
17 |
Turbulent rectangular jets / Τυρβώδεις ορθογωνικές δέσμες εκροήAlnahhal, Mohammed 11 August 2011 (has links)
Turbulent jet flows issuing from rectangular nozzles are used in many technological and practical applications. Understanding their development and mechanics is important to the design and performance improvement of these applications. Therefore, rectangular jets have been studied extensively over the past decades.
Previous investigations have extensively studied the effects of various initial and boundary conditions such as nozzle type, nozzle aspect ratio, nozzle exit turbulence intensity, jet exit Reynolds number. Nozzle type (e.g. smooth contraction nozzle, channel, radially contoured nozzle) has been found to affect the development of these jets. While varying Reynolds number affects the mixing of the jet with its ambient either in the near field or in the far field. Nozzle aspect ratio is also an important boundary condition. It has been experimentally shown that aspect ratio influences the dimensionality of flow field, and hence entrainment between the jet and its ambient.
Some of these investigations have used sidewalls (two parallel plates attached to the nozzle short sides) to improve the two-dimensionality of the flow fields, and/or endplate (a wall flush at the nozzle exit) to prevent mixing upstream of the nozzle. Despite this fact very few investigators have specifically considered the effect of endplate or sidewalls on jet development.
In the present investigation, the effects of endplates and/or sidewalls on turbulent jets issuing from a rectangular of aspect ratio, AR= 15 have been studied. The mean streamwise and lateral velocity and turbulent characteristics of four different rectangular jets, namely,
1. jet with no endplate and no sidewalls, NENS,
2. jet with endplate and no endplate, WENS,
3. jet without endplate and with sidewalls, NEWS and
4. jet with endplate and with sidewalls, WEWS,
have been measured, with x-sensor hot wire anemometry, up to an axial distance of 35 D under identical inlet conditions. Centreline measurements for the four configurations have been collected for three Reynolds number, ReD=10,000, 20,000 and 30,000. For ReD=20,000 measurements in the transverse direction were collected at 13 different downstream locations in the range of x= (0, 1, 2, 2.5, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30 and 35) nozzle widths.
The jet with no endplate and no sidewalls (NENS) and the jet with endplate and no sidewalls (WENS) produce nearly similar mean and turbulent velocity profiles indicating insignificant effect of the endplates on their development in the absence of the sidewalls.
At Re=20,000, larger mean streamwise velocity values were observed at the edges of the jets (NEWS or WEWS) at distances from nozzle in the range of x/D=3-30 whereas the presence of the endplate has an insignificant effect.
The presence or absence of sidewalls is also key factor determining the distributions of the lateral mean velocity component. The presence of sidewalls is associated with lower outward velocities within the edges of the jets and higher inward ones outside the edges. The absence of sidewalls makes the presence of the endplate insignificant and the lateral velocity attains outside the edges low negative values of almost the same level in both cases (NENS, WENS) The presence of an endplate has again some significance only when the sidewalls are present alleviating their effect.
Absence of the endplate in jet with sidewalls, leads to lowest spread rate compared to the case with endplates (comparing jet with no endplate and with sidewalls, NEWS and jet with endplate and with sidewalls, WEWS). The presence of an endplate in the absence of sidewalls has again insignificant effect on the jet’s spread rate (comparing jet with no endplate and no sidewalls, NENS and jet with endplate and no sidewalls, WENS).
The effects of endplates and/or sidewalls on the decay rates have been investigated for ReD=10,000, 20,000 and 30,000. The presence of the endplate in jets with no sidewalls has insignificant effect on decay rate as was observed for all Reynolds numbers. The presence of the endplate in jet with sidewalls, leads to higher decay rates for all Re tested compared to all cases. The decay rates of the jets with no sidewalls in the presence and absence of the endplate (NENS, WENS) seem to reach their asymptotic values at around ReD=20,000. But the jets with sidewalls have not reached an asymptotic behaviour even at the highest Re tested.
The implementation of sidewalls has been found to lead to a decrease of the streamwise turbulent velocity, u′, at the exit shear layer. Current results indicate that the presence of an endplate has an insignificant effect and the estimates for the root mean square of the streamwise velocity fluctuation u′, at the exit shear layer can be grouped according to the absence or presence of sidewalls (3.8% of the mean centreline velocity for NENS and WENS, and 3.1% for NEWS and WEWS).
For all turbulent terms, the presence of the endplate has an effect in the presence of sidewalls and the nondimensional streamwise turbulent velocity attains always higher values in its presence (comparing WEWS with NEWS). The profiles of the streamwise turbulent velocity, u′ profiles for the jet with no endplate and no sidewalls, (NENS) and the jet with endplate and no sidewalls, (WENS) are almost indistinguishable in the range x/D=15-35 but the profiles of the jet with no endplate and with sidewalls, (NESWS) and jet with endplate and with sidewalls, (WEWS) indicate a monotonic increase of the values in the central area of the jets. This indicates that the observed trends are mainly due to the presence of the sidewalls and presence or absence endplate has insignificant effect. / Οι επίπεδες τυρβώδεις δέσμες εκροής ανήκουν στην κατηγορία των απλών ροών που παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον για τη ρευστομηχανική και για το λόγο αυτό αποτέλεσαν θέμα μελέτης και έρευνας εδώ και πολλά χρόνια με θεωρητικά, πειραματικά και υπολογιστικά εργαλεία. Οι αρχικές διερευνήσεις επικεντρώθηκαν στη μελέτη του μέσου και τυρβώδους πεδίου της ταχύτητας ή κάποιου παθητικού ρυπαντή προσπαθώντας να αναδείξουν κυρίως τα κοινά χαρακτηριστικά αυτοομοιότητας που αναπτύσσουν οι δέσμες εκροής κυρίως στο απομακρυσμένο πεδίο. Κατά τις τελευταίες δεκαετίες και με δεδομένη τη σημασία που έχουν οι τυρβώδεις ορθογωνικές δέσμες εκροής σε πολλές πρακτικές εφαρμογές (συστήματα καύσης, ψύξη επιφανειών, έλεγχος άντωσης, έλεγχος θορύβου κλπ) η έρευνα προσανατολίστηκε στην επίδραση των αρχικών και συνοριακών συνθηκών (γεωμετρικά χαρακτηριστικά και διαμόρφωση του ακροφυσίου εκροής, αριθμό Reynolds, ένταση τύρβης στην έξοδο) στη διαμόρφωση του εγγύς και του μέσου πεδίου.
Σε αρκετές από τις προηγούμενες διερευνήσεις έχουν χρησιμοποιηθεί πλευρικά τοιχώματα (sidewalls) που επεκτείνουν τις στενές πλευρές του ακροφυσίου στη διεύθυνση της ροής ή/και τοίχωμα εκροής (endplate) με στόχο την επίτευξη διδιάστατης ροής. Η σημασία της παρουσίας αυτών των τοιχωμάτων, η οποία έχει μελετηθεί ελάχιστα στο παρελθόν, αποτελεί το στόχο διερεύνησης της παρούσας διατριβής.
Η επίδραση των πλευρικών τοιχωμάτων και του τοιχώματος εκροής μελετήθηκαν πειραματικά με τη χρήση ενός ακροφυσίου ομαλής σύγκλισης με λόγο πλευρών 15 με τη χρήση διατάξεων που υλοποιούσαν τέσσερεις τύπους συνοριακών συνθηκών και συγκεκριμένα:
1. Ελεύθερη δέσμη εκροής χωρίς τοίχωμα εκροής - χωρίς πλευρικά τοιχώματα (No endplate - no sidewalls, NENS),
2. Δέσμη εκροής με τοίχωμα εκροής - χωρίς πλευρικά τοιχώματα (With endplate - no sidewalls, WENS),
3. Δέσμη εκροής χωρίς τοίχωμα εκροής - με πλευρικά τοιχώματα (No endplate - with sidewalls, NEWS),
4. Δέσμη εκροής με τοίχωμα εκροής - με πλευρικά τοιχώματα (With endplate - with sidewalls, WEWS).
Η πειραματική διερεύνηση έγινε με την χρήση ανεμομετρίας θερμού σύρματος (Hot wire anemometry, HWA) με αισθητήρα τύπου Χ για τη μέτρηση της διαμήκους και της εγκάρσιας συνιστώσας της ταχύτητας. Πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις και για τις τέσσερεις διατάξεις επάνω στον άξονα εκροής για τρείς διαφορετικούς αριθμούς Reynolds, ReD = 10,000, 20,000 και 30,000 σε αποστάσεις μέχρι 35 πλάτη ακροφυσίου, D, από το σημείο εκροής. Για ReD = 20000 καταγράφηκαν επίσης οι εγκάρσιες κατανομές των δύο συνιστωσών της ταχύτητας σε δεκατρείς σταθμούς σε αποστάσεις από την έξοδο x/D = 0, 1, 2, 2.5, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30 και 35.
Τα αποτελέσματα του μέσου όσο και του τυρβώδους πεδίου καταδεικνύουν ότι η παρουσία των πλευρικών τοιχωμάτων έχει σημαντική επίδραση στην ανάπτυξη του ροϊκού πεδίου. Αντίθετα η παρουσία του τοιχώματος εκροής διαφοροποιεί τα αποτελέσματα μόνο στην περίπτωση που υπάρχουν ήδη τα πλευρικά τοιχώματα.
|
18 |
Προσδιορισμός του πεδίου ροής πέριξ διατάξεων σωματιδίων με τη μέθοδο των προτύπων ροών : εισαγωγή στη μέθοδο των πρότυπων ροώνΛινάρδος, Χάρης 16 May 2014 (has links)
Η περιγραφή των αλληλεπιδράσεων που αναπτύσσονται μεταξύ ενός συνόλου σωμάτων που είτε είναι ακίνητα είτε κινούνται και ενός ρευστού, ρέοντος ή ηρεμούντος, βρίσκεται στον πυρήνα ενός μεγάλου αριθμού επιστημονικών προσπαθειών. Η μοντελοποίηση των αλληλεπιδράσεων αυτών μπορεί να γίνει με πολλούς τρόπους, καθένας από τους οποίους εμφανίζει πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, ανάλογα με το είδος του συστήματος στο οποίο επιχειρείται να εφαρμοστεί. Σκοπός της εργασίας αυτής είναι η ανάδειξη ενός εξ αυτών που είναι η Μέθοδος των Προτύπων Ροών. / The description of interactions between a number of solid particles, which may be in motion or fixed in space and a fluid which in turn may either be flowing or resting, is placed at the core of a large number of scientific publications. Modelling such interactions may follow a variety of approaches. Each approach has its own pros and cons, regarding the nature and the specific features of the system which is aimed to describe. Current thesis goal is to describe one of these approaches, which is the approach of Singularities or the Method of Elementary Flows.
|
19 |
Μελέτη ροής μέσω νανοπόρων που φέρουν προσροφημένες πολυμερικές αλυσίδεςΠατρώνη, Δήμητρα 04 December 2014 (has links)
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της ροής υγρών μέσω νανοπορώδων μεμβρανών που φέρουν προσροφημένα συσταδικά συμπολυμερή διαφόρων μοριακών βαρών υπό συνθήκες ροής με καλό διαλύτη (τολουένιο) καθώς και με μίξη διαλυτών καλού και κακού όπως είναι το τολουένιο και το κυκλοεξάνιο αντιστοίχως. Μελετήθηκαν δύο κατηγορίες συμπολυμερών δισυσταδικά και τα τρισυσταδικά συμπολυμερή. Η πρώτη κατηγορία αναφέρεται στα polystyrene-b-polyethylene oxide (PS-PEO) δισυσταδικά συμπολυμερή διαφόρων μοριακών βαρών. Τα μοριακά βάρη που μελετήσαμε ήταν το 32.000, 70.500, 80.000, 147.000, 182.700, 184.000 , 239.000 και 322.000 g/mol. Το πρωτόκολλο που ακολουθήθηκε περιλαμβάνει τα παρακάτω βήματα: αρχικά μέτρηση της γυμνής μεμβράνης στο φασματοφωτόμετρο FTIR και μετά έλεγχος σε ροή με διαλύτη τολουένιο. Στη συνέχεια έγινε η τοποθέτηση της μεμβράνης σε διάλυμα του εκάστοτε πολυμερούς στο τολουένιο, Το τουλουένιο επιλέχτηκε διότι είναι καλός διαλύτης προς την συστάδα PS. Η μεμβράνη παρέμεινε στο διάλυμα για κάποιο χρονικό διάστημα της τάξεως ημερών έτσι ώστε να επιτευχθεί η διαδικασία της φυσιοπροσρόφησης. Λόγω του ότι το τουλουένιο αποτελεί κακό διαλύτη για το PEO έχουμε αγκύστρωση των πολυμερικών βουρτσών PEO στα κυλινδρικά τοιχώματα της νανοπορώδους μεμβράνης. Αφού πραγματοποιηθεί μέτρηση του υπέρυθρου φάσματος της μεμβράνης για να τεκμηριωθεί η προσρόφηση του πολυμερούς, ακολούθως γινόταν προσαρμογή της προσροφημένης μεμβράνης στην διάταξη και ροή με διαλύτη τολουένιο. Με χρήση του νόμου του Poiseuille βρίσκεται το πάχος των πολυμερικών βουρτσών, υπολογίζοντας έτσι κατά πόσο οι πολυμερικές βούρτσες με την εισχώρηση του διαλύτη από τους πόρους εκτείνονται κάθετα της επιφάνειας που έχουν προσροφηθεί. Τέλος με χρήση του φασματοφωτόμετρου FTIR και πάλι γινόταν έλεγχος εάν έχει γίνει αποκόλληση των πολυμερικών βουρτσών από τα τοιχώματα της μεμβράνης λόγω της ροής. Επίσης πραγματοποιήθηκε η μελέτη της συμπεριφοράς κάποιων από αυτά τα συμπολυμερή σε μίγμα διαλυτών τολουολίου και κυκλοεξανίου. Ακολουθώντας την ίδια διαδικασία όπως προηγουμένως αλλάζοντας μόνο το στάδιο της ροής, ο έλεγχος σε αυτή την περίπτωση ξεκινούσε από 100% τολουένιο, 70% τολουένιο-30% κυκλοεξάνιο, 50%τολουένιο – 50%κυκλοεξάνιο ,30% τολουένιο – 70 % κυκλοεξάνιο και καταλήγαμε με 100% κυκλοεξάνιο. Ελεγχόταν έτσι η απόκριση των πολυμερικών βουρτσών κατά την εναλλαγή του διαλύτη. Με χρήση του νόμου του Poiseuille μπορούσε να υπολογισθεί το πάχος των πολυμερικών βουρτσών και να προσδιορισθεί κατά πόσο μετά το τέντωμα τους από την επαφή τους με τον καλό διαλύτη το τολουένιο, συρρικνώνονται όταν έρχονται σε επαφή με τον κακό διαλύτη το κυκλοεξάνιο.
Στην δεύτερη κατηγορία ανήκουν τα τρισυσταδικά συμπολυμερή . Τα τρισυσταδικά πολυμερή που μελετήσαμε ήταν το polyvinyl-2-pyridine-b-polystyrene-b- polyvinyl-2-pyridine (PV2P-PS-PV2P) 30K-180K-30K, το PEO-PS-PEO 18.6K-45.2K-18.6K και το PEO-PS-PEO 2.3K-16.7K-2.3K.
Ακολουθώντας το ίδιο πρωτόκολλο πειραματικής διαδικασίας όπως στα δισυσταδικά συμπολυμερή, έγινε η μελέτη της συμπεριφοράς των τρισυσταδικών συμπολυμερών σε ροή με τουλουένιο, το οποίο αποτελεί καλό διαλύτη προς την μια συστάδα (PS) του συμπολυμερούς. Τα τρισυσταδικά συμπολυμερή κατά την διαδικασία της φυσιοπροσρόφησης, δηλαδή της αγκίστρωσης των πολυμερικών βουρτσών μέσω των συστάδων PEO και PV2P στα κυλινδρικά τοιχώματα της νανοπορώδους μεμβράνης παρουσιάζουν τον σχηματισμό βρόχου (loop) . Στην συνέχεια γινόταν τοποθέτηση της μεμβράνης στην διάταξη και ο έλεγχος σε ροή με διαλύτη τολουένιο όπως και στην περίπτωση των δισυσταδικών συμπολυμερών. Τέλος με την χρήση του φασματοφωτόμετρου FTIR γινόταν έλεγχος εάν έχει γίνει αποκόλληση των πολυμερικών βουρτσών από τα τοιχώματα της μεμβράνης. Το πάχος της προσροφημένης βούρτσας υπολογιζόταν με χρήση του νόμου του Poiseuille όπως και με τα δισυσταδικά συμπολυμερή. / -
|
20 |
Μελέτη διατάξεων σταδιακής καύσης : αλληλεπίδραση παράλληλων αξονοσυμμετρικών δεσμών με διαφορετικούς αριθμούς ReynoldsΒούρος, Αλέξανδρος 13 January 2009 (has links)
Η διδακτορική διατριβή με τίτλο «Μελέτη Διατάξεων Σταδιακής Καύσης» έχει ως
αντικείμενο την περιγραφή και την ανάλυση του ροϊκού πεδίου της αλληλεπίδρασης
αξονοσυμμετρικών δεσμών διαφορετικού αριθμού Reynolds. Ο έλεγχος των
μηχανισμών που διέπουν το ροϊκό αυτό πεδίο είναι σημαντικό εργαλείο για την
βελτιστοποίηση της ανάμιξης ρευμάτων οξειδωτικού και καυσίμου και αποτελεί τον
κρισιμότερο τεχνολογικό στόχο κατά τη διερεύνηση της αποδοτικότητας σε ένα ευρύ
φάσμα σχημάτων σταδιακής καύσης.
Στόχος της διατριβής είναι ο χαρακτηρισμός και ο έλεγχος της μίξης κατά την
διαδικασία της σύγκλισης των δεσμών, συνεισφέροντας στην κατανόηση των
βασικών μηχανισμών που αναπτύσσονται στο μέσο και τυρβώδες πεδίο, αλλά και
στη βελτιστοποίηση της μίξης από την οποία εξαρτάται η μείωση των
περιβαλλοντικών επιπτώσεων και η αύξηση της απόδοσης της καύσης, τόσο σε
συστήματα παραγωγής ενέργειας όσο και σε θαλάμους καύσης κινητήρων
αεροσκαφών, τα οποία αποτελούν τις πιο «φιλικές» ως προς το περιβάλλον αλλά
και τις πιο αποδοτικές πρακτικές σε συστήματα καύσης. Παρά το γεγονός αυτό, η
γνώση των επιμέρους φαινομένων και μηχανισμών που κυριαρχούν στο πεδίο της
αλληλεπίδρασης αξονοσυμμετρικών δεσμών χαρακτηρίζεται από σημαντικές
ελλείψεις, όσο αφορά την λεπτομερή καταγραφή του μέσου και τυρβώδους πεδίου
ταχυτήτων.
Η Ανεμομετρία Laser Doppler αποτελεί τα βασική μετρητική διάταξη που
χρησιμοποιήθηκε για την καταγραφή των μέσων και τυρβωδών όρων του πεδίου
της ταχύτητας. Το πλεονέκτημα της μεθόδου, που αποτελεί ένα από τα βασικά
εργαλεία για τη μέτρηση τυρβωδών χαρακτηριστικών, είναι το γεγονός ότι δεν
παρεμβαίνει στη ροή, καθώς στηρίζεται στην καταγραφή της συχνότητας του φωτός
που σκεδάζεται από τροχιοδεικτικά σωματίδια, τα οποία ακολουθούν πιστά τη ροή.
Η μελέτη στηρίζεται στην ανάλυση των μηχανισμών που αναπτύσσονται στο μέσο
και τυρβώδες πεδίο και στον χαρακτηρισμό της μίξης των συστατικών των δεσμών,
όπως αυτή αντικατοπτρίζεται στις πρώτης, δεύτερης και τρίτης τάξης ροπές της
ταχύτητας, αλλά και στους αδιάστατους συντελεστές λοξότητας και επιπεδότητας.
Σε αυτήν την κατεύθυνση, η παρούσα εργασία έχει σαν στόχο την ανάδειξη της
ανάλυσης του ροϊκού πεδίου ως την πιο κρίσιμη παράμετρο ανάπτυξης σχημάτων
καύσης, καθώς τα μεγέθη και η εξέλιξή τους έτσι όπως καταγράφονται μπορούν να
χρησιμοποιηθούν άμεσα ως κριτήρια για την απόδοση τέτοιων σχημάτων,
προσφέροντας την δυνατότητα της επιλογής των καλύτερων λειτουργικών
παραμέτρων πριν ακόμα δοκιμαστούν σε περιβάλλον καύσης.
Η τυρβώδης δομή και τα ανώτερα στατιστικά των ροπών της ταχύτητας κατά την
αλληλεπίδραση των δεσμών χρησιμοποιούνται αρχικά ως βασικό εργαλείο της
μελέτης των συγκεκριμένων διατάξεων σταδιακής καύσης και επιπλέον
χρησιμοποιούνται για να χαρακτηρίσουν τη μίξη των συστατικών των δεσμών στις
διαφορετικές περιοχές της αλληλεπίδρασης, πριν, κατά τη διάρκεια και μετά την
σύγκλισή τους.
Τα αποτελέσματα της εργασίας δείχνουν ότι δέσμες σχετικά μικρού αριθμού
Reynolds (της τάξης των λίγων χιλιάδων) μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την
παραγωγή τυρβωδών δομών, όπου η μίξη ενισχύεται μέσω της αλληλεπίδρασής
τους, γεγονός που μπορεί να έχει σημαντική επίδραση στην ανάπτυξη παρόμοιων
εφαρμογών σε πραγματικής κλίμακας εγκαταστάσεις. / Τhis study aims to the assessment and analysis of the flow field
produced by the interaction between two axisymmetric jets with different
Reynolds numbers. The scheme is considered as a generic staged
combustion configuration. In this frame, the identification and control of
the mechanisms that dominate the flow field is one of the most
significant issues towards the enhancement of mixing, thus the
increasing of combustion operational and environmental efficiency.
The scope of the study is to characterize and control the mixing process
during the interaction and merging of the jets. The study contributes to
the understanding of the dominating mechanisms occurring in the flow,
through the assessment of the mean and turbulent flow features. The
initial conditions used in the experiments diverge from the marginal
conditions that refer to the interaction of equal momentum jets and the
combining of a “strong” and a “weak” jet. In addition, due to the
particularly low, although turbulent, Reynolds numbers used at jets’
exits, the capability of the jets to produce and maintain strongly
turbulent structures during and after their interaction is also evaluated.
During the experiments included in this thesis, a two dimensional Laser
Doppler Anemometry (LDA) was used to measure the main components
of the velocity vector (i.e. in the axial and the radial or horizontal
directions). A pair of similar optical systems were used to produce two
ellipsoidal control volumes and collect the light scattered by tracer
particles, that faithfully represent the flow.
Axisymmetric turbulent jets constitute the main component regarding
the realization of staged combustion configurations based on multiple
jets arrangements. Jet flow fields have been extensively studied during
the last decades, mainly focusing on the self-similar region, i.e. the
region where the mean and turbulent features are dynamically
preserved. Recently, most of the studies are related to the identification
of divergences arising from the different initial conditions and specific
parameters, such as the shape of the orifice, the type of the
confinement imposed at the exit, the jet density etc. The effects of these
features are briefly summarized within the context of the thesis. In
particular, the low Reynolds number effect is under consideration, as
the jets recorded in the experiments are compared to typical previous
studies devoted to the self-similarity region of jets with significantly
higher Reynolds numbers.
In the first part of the experiments, a jet of reference is monitored within
an area covering the initial development and extends to the boundaries
of the self-similarity region. Measurements include axial and radial
distributions of the mean and turbulent axial and radial velocity
components, turbulent shear stresses and terms that represent the turbulent transport of the Reynolds stresses. The budget of the turbulent
kinetic energy is presented at the final measurement station, showing
the particular mechanisms occurring in the flow.
Measurements on the jets’ interaction field are presented afterwards.
The distributions are systematically presented in comparison to the
distributions recorded during the sole action of the primary jet
Characteristic profiles are presented at locations within the merging and
the mixing zones. In the early stages of development, the patterns of
both jets can be identified. Within the merging region, besides the
absorption of the secondary jet, the measurements indicate a spatial
suppression of primary jet’s characteristics. Further downstream, the
profiles resemble to those of a standalone jet. Higher values of the
mean and turbulent terms are observed while the profiles extend over a
wider region, in accordance with the secondary jet’s Reynolds number.
Results of the present study demonstrate that skewness and flatness
factors can be used as indicators of small scale mixing.
The field of the interaction is further analyzed and discussed for a third
pair of initial conditions and the proper decomposition of the mean and
turbulent profiles using three different types of seeding conditions. In the
early stages, the measurements confirm the independent action of the
jets, although the tendency of the secondary jets’ pattern to be
deformed. Within the merging zone, the distributions referring to the
different types of seeding are characterized by humps and increased
turbulent features in the secondary jet’s development region. The
shape, the intensity and the extent of the humps depends on the
seeding type. Most of the characteristics observed in this region are
related to the probability density function distributions, which are
composed by samples that correspond to tracers emanating from the
individual sources. However, within the mixing zone, the profiles are
nearly similar for the individual types of seeding, leading to the
conclusion that all the samples contributing to measurements have
been adapted by the flow field due to the small scale mixing, which is
continuously improved further downstream.
|
Page generated in 0.0207 seconds