پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 423 |
| تعداد مقالات | 5,542 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,470,739 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,541,645 |
مطالعه تجربی جت مایع مستطیلی با ضریب منظری بالا در جریان گازی موازی | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 7، دوره 53، شماره 11، بهمن 1400، صفحه 5429-5444 اصل مقاله (1.94 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2021.19726.7096 | ||
| نویسندگان | ||
| اشکان عالی مهر1؛ مهران تاج فر* 2؛ امین جابری3 | ||
| 1دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی هوافضا | ||
| 2صنعتی امیرکبیر*مهندسی هوافضا | ||
| 3دانشگاه صنعتی امیرکبیر | ||
| چکیده | ||
| در این پژوهش، فیزیک جریان یک جت مستطیلی تزریق شده به درون جریان هوای موازی به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفت. جریان جت مایع توسط یک انژکتور مستطیلی با ضخامت 0/64 میلیمتر و ضریب منظری 21 تولید شد. این انژکتور به صورت موازی و با استفاده از یک نگهدارنده خاص برای کاهش اثرات اغتشاشی در مرکز اتاقک آزمون تونل باد فروصوت قرار گرفت. به منظور شناسایی فیزیک جریان از روش سایه‌نگاری و برای ثبت تصاویر از عکسبرداری سرعت بالا استفاده شد. به منظور بررسی و تحلیل فیزیک جریان، آزمایش‌ها در بازه گسترده‌ای از شرایط جریان انجام شده و تصاویر آشکارسازی ارائه شده است. در این پژوهش عدد وبر جت و عدد وبر گاز به ترتیب بین 3 تا 120، و 0/2 تا 13 تغییر یافته‌اند. نشان داده شد که اثرات جریان گاز باعث ایجاد موج‌های متناوب کمانی شکل بر روی ستون جت مایع می‌شود که باعث تسریع شکست جت می‌شوند. همچنین، برای اولین بار رژیم‌های مختلف جریان شامل رژیم ستونی، ستونی/گرانشی، کمانی، کیسه و ترکیبی شناسایی و معرفی شدند. یک نقشه دسته‌بندی با متغیرهای عدد وبر گاز و نسبت مومنتوم نیز برای تفکیک این رژیم‌ها ارئه شد. طول شکست جریان مایع نیز اندازه‌گیری شد و نتایج آن بر حسب متغیرهای مختلف ارائه شد. نتایج نشان می‌دهد با افزایش عدد وبر جت سیال در سرعت ثابت جریان گازی، طول شکست افزایش می‌یابد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| تزریق موازی؛ جت مایع مستطیلی؛ ناپایداری جریان مایع؛ مطالعه تجربی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Experimental Investigation of a High Aspect Ratio Rectangular Liquid Jet in Parallel Airflow | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Ashkan Alimehr1؛ Mehran Tadjfar2؛ Amin Jaberi3 | ||
| 1Department of Aerospace Engineering | ||
| 2Aerospace Engineering Department | ||
| 3Amirkabir University of Technology | ||
| چکیده [English] | ||
| In this study, the flow dynamics of a high aspect ratio rectangular liquid jet issued into parallel airflow was experimentally investigated using a proof of concept setup, a more appropriate setup will be designed for a complete study later. The liquid flow was emanated from a rectangular injector with a thickness of 0.64 mm and an aspect ratio of 21. The injector was set in the center of the test section and the effects of airflow on the liquid flow were evaluated. A particular holding mechanism was designed and built to minimize the induced perturbations on the liquid flow. To identify the physics of the liquid flow shadowgraphy technique and high-speed imaging were implemented. In order to provide a comprehensive study of the problem, the experiments were performed for a wide range of flow conditions, and flow visualizations were presented. Jet Weber number and Gas Weber number were varied from 3 to 120 and 0.2 to 12, respectively Also, five regimes of the liquid flow including column, column/gravity, arcade, bag, and multimode were recognized. A mapping with gas Weber number and momentum ratio as the determining variables was suggested to distinguish these regimes from each other. The breakup length of the liquid jet was also measured. It was found that with the increase of jet Weber number the breakup length was increased at constant gas speed. Moreover, it was revealed that the breakup length was elongated with the increase of gas Weber number. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Parallel injection, Rectangular liquid jet, Liquid flow instability, Experimental study | ||
| مراجع | ||
|
[1] S. Kooij, R. Sijs, M.M. Denn, E. Villermaux, D. Bonn, What determines the drop size in sprays?, Physical Review X, 8(3) (2018) 031019. [2] M. Birouk, N. Lekic, Liquid jet breakup in quiescent atmosphere: A review, Atomization and Sprays, 19(6) (2009). [3] E. Gutmark, F. Grinstein, Flow control with noncircular jets, Annual review of fluid mechanics, 31(1) (1999) 239-272. [4] T. Kasyap, D. Sivakumar, B. Raghunandan, Breakup of liquid jets emanating from elliptical orifices at low flow conditions, Atomization and Sprays, 18(7) (2008). [5] G. Amini, A. Dolatabadi, Axis-switching and breakup of low-speed elliptic liquid jets, International Journal of Multiphase Flow, 42 (2012) 96-103. [6] C. Muthukumaran, A. Vaidyanathan, Experimental study of elliptical jet from sub to supercritical conditions, Physics of Fluids, 26(4) (2014) 044104. [7] A. jaberi, M. Tadjfar, A. Sheidani, Experimental Comparison of Breakup and Flow Characteristics of Rectangular and Elliptical Water Jets, Amirkabir Journal of Mechanical Engineering, 51(6) (2020) 1201-1216 (in Persian) [8] P. Sharma, T. Fang, Breakup of liquid jets from non-circular orifices, Experiments in fluids, 55(2) (2014) 1-17. [9] M. Tadjfar, A. Jaberi, Effects of aspect ratio on the flow development of rectangular liquid jets issued into stagnant air, International Journal of Multiphase Flow, 115 (2019) 144-157. [10] M. Aliyoldashi, M. Tadjfar, A. Jaberi, Entrance length effects on the flow features of rectangular liquid jets, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering, (2020) 0954410020968445. [11] M.R. Morad, M. Nasiri, G. Amini, Axis-switching and breakup of rectangular liquid jets, International Journal of Multiphase Flow, 126 (2020) 103242. [12] M. Jadidi, V. Sreekumar, A. Dolatabadi, Breakup of elliptical liquid jets in gaseous crossflows at low Weber numbers, Journal of Visualization, 22(2) (2019) 259-271. [13] Y. Song, D. Hwang, K. Ahn, Effect of Orifice Geometry on Column Trajectories of Liquid Jets in Crossflows, International Journal of Aeronautical and Space Sciences, 20(1) (2019) 139-149. [14] R. Shokri, M. Tadjfar, A. Jaberi, Rectangular Liquid Jets Injected Transversely into Subsonic Crossflow, Amirkabir Journal of Mechanical Engineering, 53(Issue 5 (Special Issue)) (2021) 1-1 (in Persian) [15] A. Jaberi, M. Tadjfar, Two-dimensional Liquid Sheet in Transverse Subsonic Airflow, Experimental Thermal and Fluid Science, (2020) 110326. [16] M. Birouk, B.J. Azzopardi, T. Stäbler, Primary Break‐up of a Viscous Liquid Jet in a Cross Airflow, Particle & Particle Systems Characterization: Measurement and Description of Particle Properties and Behavior in Powders and Other Disperse Systems, 20(4) (2003) 283-289. [17] A. Jaberi, M. Tadjfar, Experimental investigation on flow and breakup of two-dimensional liquid jets, in: ASME-JSME-KSME 2019 8th Joint Fluids Engineering Conference, American Society of Mechanical Engineers Digital Collection. [18] A. Mansour, N. Chigier, Disintegration of liquid sheets, Physics of Fluids A: Fluid Dynamics, 2(5) (1990) 706-719. [19] A. Jaberi, M. Tadjfar, Flow Characteristics of Water Jets Discharging From Rectangular and Elliptical Injectors, in: ASME 2018 5th Joint US-European Fluids Engineering Division Summer Meeting, American Society of Mechanical Engineers Digital Collection, 2018. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 694 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 780 |
||