[pt] O presente trabalho é um estudo experimental das
características de um escoamento de ar em forma de jato
espiralado, incidindo ortogonalmente sobre uma placa. Os
objetivos do estudo são: avaliar a influência da presença
de uma componente circunferencial de velocidade na
distribuição dos coeficientes locais de troca de calor,
obter campos de velocidade instantâneos no plano
axissimétrico assim como informações sobre as
características da turbulência no escoamento. Durante os
experimentos se investigou a influência da distância
jato/placa e da intensidade do escoamento espiralado
(número de Swirl). Como etapa preliminar, foi conduzido um
experimento de jato livre, para validação das técnicas de
medição de velocidade utilizadas. Os resultados foram
comparados com os da literartura e uma boa concordância
foi obtida. A distribuição espacial dos coeficientes de
troca de calor foi avaliada impondo-se um fluxo de calor
constante na placa e medindo a distribuição radial de
temperatura através de diversos termopares. Coeficientes
locais puderam então ser estimados. Os campos de
velocidades radial e axial instantâneos foram adquiridos
experimentalmente através da utilização da técnica de
Particle Image Velocimetry (PIV) e perfis de velocidade
tangencial (média e flutuações) foram obtidos a partir da
técnica Laser Doppler Velocimetry (LDV). Os resultados
mostraram que os padrões de escoamento mudam
significativamente quando a componente circunferencial de
velocidade é introduzida. Para o valor mais alto do Número
de Swirl foram verificadas fortes reversões do escoamento
na região de estagnação. / [en] The present work is an experimental study of the
characteristics of a swirling impinging air jet. The goals
of the study are: to evaluate the influence of the
presence of a circumferential velocity component in the
distribution of the local heat transfer coefficients, to
obtain instantaneous velocity fields in the axisymmetric
plane, as well as information about the turbulence
characteristics in the flow. During the experiments, the
influence of the impingement distance and swirl intensity
were investigated. As a preliminary validation of the
velocity measurement tecniques, an experimental
investigation of an axisymmetric free jet was conducted.
The results were compared with literature showing good
agreement. The spatial distribution of heat transfer
coefficients was evaluated by imposing a constant heat
flux condition to the plate and measuring temperature of
several points along the radial distance of the plate with
thermocouples. Local coefficients could then be estimated.
Instantaneous axial and radial velocity fields were
obtained with Particle Image Velocimetry (PIV) and
tangential velocity profiles (mean and fluctuations)
obtained by using Laser Doppler Velocimetry (LDV). The
results showed that the flow patterns change significantly
when the tangential component is added. For the highest
value of Swirl number, strong recirculation zones were
observed in the stagnation region.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:7352 |
| Date | 26 October 2005 |
| Creators | JULIANA KUHLMANN ABRANTES |
| Contributors | LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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