This thesis is primarily about the mapping and analyze of the phenomenon of an impinging jet by experimental measurements and numerical simulations by CFD. The mapping shows the characteristics of velocity in and around the impinging jet with different conditions. Additional studies were made by analyzing the pressure along the vertical jet axis, but also weight measurements were part of the investigation. The measurements covered the range from 10 m/s, 20 m/s and 30 m/s, which corresponds to a Reynolds number of 17 000, 34 000 and 50 000. The impinging jet is therefore considered to be highly turbulent. The main difference from previous studies is the use of the ultrasonic anemometer to measure the velocities. These create the ability of measuring the velocities on three coordinates. The jet’s contour was crucial to determine the penetration of ambient air flowing into the jet with an angle of around 88° and the entrainment of the ambient air multiple the jet volume flow. In comparison with CFD, the number of cells in the mesh design and the type of model plays a substantial role. The model k-ε Realized came closest to the experimentally measurements, while the SST k-ω and RNG k-ε EWF had far more entrainment of the ambient air into the impinging jet. / Detta examensarbete handlar om att kartlägga och analysera fenomenet av en ”impinging jet” genom experimentella mätningar samt numeriska simuleringar som CFD. Undersökningen visar karakteristiken av hastigheten i och kring strålen med olika förutsättningar. Kompletterande undersökningar gjordes för trycket i luftstrålens centrum längs den vertikala axeln, men även viktmätningar var del av undersökningen. Mätningarna omfattade hastigheter från 10 m/s, 20 m/s och 30 m/s som motsvarar ett Reynoldstal med 17 000, 34 000 och 50 000. Luftstrålen betraktas därför som turbulent. Det som skiljer sig från tidigare experiment är att hastigheten mättes med en ultrasonic anemometer som egentligen används inom metrologin för att mäta vindhastigheter. Därmed skapades en tredimensionell bild av hastigheten i och kring luftstrålen. Mätområdet sträckte sig från strålens utgångspunkt ner till strax ovanför plattan. Luftstrålens fastställda kontur var avgörande för att bestämma den inträngande omgivningsluften som strömmar in i strålen med en genomsnittlig vinkel av 88°. Denna inströmmande omgivningsluft flerfaldigade strålens volym. I jämförelse med CFD simuleringen visades att antal celler i meshen är avgörande för att skapa liknande och reala förutsättningar. Vid undersökningen av den inträngande omgivningsluften visades även att själva modellen spelar en avgörande roll. Det var modellen k-ε Realized som kom närmast mätningarna. Däremot uppvisade SST k-ω och RNG k-ε EWF modellerna mycket mer inträngande omgivningsluft i jämförelse med mätningarnas resultat.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:hig-8198 |
| Date | January 2010 |
| Creators | Weinberger, Gottfried, Yemane, Yakob |
| Publisher | Högskolan i Gävle, Akademin för teknik och miljö, Högskolan i Gävle, Akademin för teknik och miljö |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0019 seconds