Publication
Experimental study on the mixing of confined coaxial jets
| dc.contributor.advisor | Silva, André Resende Rodrigues da | |
| dc.contributor.author | Fonseca, Joel Nogueira | |
| dc.date.accessioned | 2015-06-26T09:30:33Z | |
| dc.date.available | 2015-06-26T09:30:33Z | |
| dc.date.issued | 2009 | |
| dc.date.submitted | 2009-06 | |
| dc.description.abstract | The turbulent mixing of coaxial confined jets is a complex dynamic process that is applied in a large number of devices such as the engineering ejectors, pumps jet, industrial burners, combustion chambers of jet engines, nuclear rockets gas, mixing chambers of turbofans, afterburners, and so on. The study of the aerodynamic performance of coaxial jets in different types of confinement also has a fundamental interest because it involves the interaction of different turbulent flow phenomena, whose details are not yet very well known quantitatively. The parameters that are involved in the process of mixing and are primarily responsible for the complexity of the process are both geometric or operational parameters such as: velocity, temperature or density ratios, compressibility effects, levels of turbulence of jets, pressure gradient, interaction between the walls and the jets or the ratio between the diameters of the mixing duct and the internal jet nozzle. In the literature several studies report the influence of some geometrical parameters and operating in the process of turbulent mixing. Turbulent mixing of two parallel streams is affected by confinement, velocity ratio, and turbulent intensity. The objective of this work is to study the effect of the initial levels of turbulence of each coaxial jet in the process of turbulent mixing for diameter ratios less than 2, which is the case of very low bypass turbofan engines. The use of convenient turbulent intensity ratios between the inner and the outer flow should be a most effective tool to control the turbulent mixing between the inner and outer flow (θ). The aim of the present work is to study the effect of θ on the flow development and to identify the associated regimes, and in particular the production of a flow reversal in the central zone near the jets exit. To isolate the characteristic radial effects of a cylindrical geometry a bi-dimensional configurations was adopted. The present results were obtained for a velocity ratio, λ, of 2, and turbulent intensities of 30% the mean mass flow velocity (Umean) that correspond to a ratio between the outer and inner jets of θ=1.5. Prior to the measurements flow visualization was performed to give a qualitative picture of the flow and to guide the choice of the measurement locations. | por |
| dc.description.abstract | A mistura turbulenta de jactos coaxiais confinados é um complexo processo dinâmico com muitas aplicações práticas, como em ejectores, bombas a jacto, queimadores industriais, câmaras de combustão de motores a jacto, foguetes nucleares gasosos, câmaras de mistura, afterburners1, motores turbofan. Nestas últimas aplicações, o confinamento é também de interesse fundamental, porque envolve certos fenómenos de interacção de escoamentos turbulentos, cujos detalhes não estão ainda quantitativamente completamente entendidos. Os parâmetros que estão envolvidos no processo de mistura e que são os principais responsáveis pela complexidade do processo são ambos parâmetros geométricos ou parâmetros operacionais tais como: razões de velocidade, temperatura ou densidade, níveis de turbulência dos jactos, gradientes de pressão, interacção entre as paredes e os jactos ou a relação entre os diâmetros das condutas e mistura do jacto interno. Na literatura, existe alguns estudos que relatam a influência de alguns parâmetros geométricos e operacionais no processo de mistura turbulenta. A mistura turbulenta de dois jactos paralelos é afectada pelo confinamento, velocidade, e intensidade de turbulência. O objectivo deste trabalho é estudar o efeito dos níveis iniciais de turbulência de cada jacto coaxial no processo de mistura turbulenta com razões de diâmetro inferior a 2, que é o caso de motores turbofan de baixo bypass. A utilização de razões de intensidade de turbulência convenientes entre o jacto interior e o exterior deve ser um instrumento mais eficaz para controlar a mistura turbulenta entre o fluxo interior e o exterior (θ). O objectivo do presente trabalho é estudar o efeito de (θ) no desenvolvimento do jacto e identificar os regimes associados, em especial a produção de uma zona de recirculação na zona central perto da saída dos jactos. Para isolar os efeitos das características radiais cilíndricas, foi adoptado uma configuração de geometria bidimensional. Os resultados foram obtidos para uma razão de velocidades, λ, de 2,com intensidades de turbulência próxima dos 30% da velocidade média do fluxo mássico (Umean) que corresponde a uma razão de intensidades de turbulência de θ=1.5. Antes das medições de velocidades no escoamento, foi realizada a visualização para dar uma imagem qualitativa do escoamento para orientar a escolha dos locais de medição. | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.6/3633 | |
| dc.language.iso | eng | por |
| dc.title | Experimental study on the mixing of confined coaxial jets | por |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | por |
| rcaap.type | masterThesis | por |
| thesis.degree.discipline | Engenharia Aeronáutica | por |
| thesis.degree.level | Mestre | por |
| thesis.degree.name | Dissertação apresentada à Universidade da Beira Interior para a obtenção do grau de mestre em Engenharia Aeronáutica | por |
Files
Original bundle
1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
- Name:
- Tese final Joel Fonseca.pdf
- Size:
- 1.71 MB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
- Description:
License bundle
1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
- Name:
- license.txt
- Size:
- 1.71 KB
- Format:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Description: