Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:45:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2013 / A presente dissertação analisa os efeitos de bocal serrilhado no desenvolvimento de um jato turbulento em baixo número de Mach. Uma bancada experimental foi desenvolvida para medições da velocidade do escoamento através de anemometria de fio-quente. A primeira etapa do estudo se concentrou na caracterização da região de auto-similaridade (x/D>30) de um jato circular com número de Mach 0,14 e número de Reynolds 3,9x104, gerado por um bocal sem serrilha de 12,3 mm de diâmetro, com o objetivo de validar as medições através de comparações com dados da literatura. O padrão universal do espectro de energia cinética turbulenta unidimensional E11(k1) foi demonstrado para as diferentes posições radiais medidas em x/D=44 e a subfaixa inercial do espectro foi claramente identificada. A segunda etapa da investigação avaliou o efeito de um bocal serrilhado no desenvolvimento do jato, buscando também verificar os mecanismos de redução de ruído geralmente atribuídos a este tipo de geometria. Perfis de velocidade média e intensidade da turbulência foram obtidos para o bocal serrilhado e comparados com aqueles do bocal sem serrilhas em várias posições do escoamento. Os resultados evidenciaram o aumento do espalhamento do jato e do nível de intensidade da turbulência para o bocal com serrilhas, ocasionando a redução no comprimento do núcleo potencial de 4,2D do bocal padrão para 3,6D na geometria modificada. Espectros unidimensionais de energia cinética turbulenta e coeficientes de auto-correlação temporal foram também obtidos para ambos os bocais e permitiram observar a alteração das escalas de comprimento do escoamento turbulento.<br> / Abstract : This dissertation examines the effects of chevron nozzles in the development of a single-stream, subsonic, cold jet. An experimental setup was developed to allow measurements of velocity using hot-wire anemometry. The first part of the study is focused on the characteristics of the self-similarity region (x/D>30) of a circular jet with 12.3 mm diameter, Mach number 0.14 and Reynolds number 3.9x104, in order to validate the measurements via comparisons with data in the literature. The universal spectrum for the one-dimensional turbulent kinetic energy E11 (k1) was demonstrated for different radial positions measured at x/D = 44 and the spectrum inertial subrange was clearly identified. The second part of the investigation was focused on the effect of a chevron nozzle in the jet development and on mechanisms that are generally associated with noise suppression. Profiles of mean velocity and turbulent intensity were obtained for the nozzles with and without chevrons. The results showed an increase in the jet spreading and in the turbulent intensity level brought about by the chevron nozzle, which gives rise to a reduction in the potential core length from 4.2D in the baseline nozzle to 3.6D in the chevron nozzle. Results for one-dimensional spectra of turbulent kinetic energy and one-point temporal autocorrelation coefficients were also obtained for both nozzles and allowed an analysis of modifications in the turbulent length scales.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/123073 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Froening, Lígia Venancio |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Deschamps, César José, Salazar, Juan Pablo de Lima Costa |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 92 p.| il., grafs., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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