مطالعه آزمایشگاهی برهم‌کنش پرش‌های هیدرولیکی ناشی از یک جت مایل و یک جت عمودی

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

10.22044/jsfm.2024.13464.3774

چکیده

در کار حاضر، اثر برهمکنش پرش های هیدرولیکی یک نازل مایل و یک نازل عمودی به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. سیال مورد آزمایش آب می باشد و جریان سیال در محدوده آرام قرار دارد. ابتدا نتایج دستگاه تجربی مورد استفاده در کار حاضر با نتایج یک نازل مایل و نتایج دو جت عمودی، اعتبار سنجی شده است. مطالعات محققین قبل نشان می‌دهد که در برخورد پرش‌های دو نازل عمودی، مرزبندی-هایی (ناحیه خیلی دور، دور و مجاور)‌ وجود دارد که این مرزبندی‌ها با افزایش و کاهش دبی و فاصله بین دو نازل تغییر می کند. نتایج پژوهش حاضر نشان می‌دهد که در برخورد پرش‌های هیدرولیکی دو نازل مایل و عمودی، مرز بین ناحیه خیلی دور و دور‌ با افزایش زاویه تمایل به صورت خطی حدودا 20 درصد افزایش می ‌یابد. همچنین با ثابت نگهداشتن فاصله بین دو نازل با افزایش زاویه تمایل، نسبت شعاع پرش نازل عمودی در زاویه 0 درجه به شعاع در زاویه 180 درجه (〖R1〗_π/〖R1〗_o) افزایش یافته ولی این نسبت برای پرش نازل مایل (〖R2〗_o/ 〖R2〗_π)، نزولی می باشد. این نسبت ها با زیاد شدن مقدار دبی به صورت خطی افزایش می‌یابند. همچنین در دبی ثابت، با زیاد شدن زاویه تمایل، نسبت 〖R1〗_π/〖R1〗_o روند نزولی داشته و با دور شدن نازل ها از یکدیگر، این نسبت به عدد 1 نزدیک می شود. این موضوع برای نازل مایل برعکس می‌ باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Rayleigh L (1914) On the theory of long waves and bores. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character.90 (619) : p. 324-328.
[2]  Birkhoff G , Zarantonello E (1957) Jets, wakes, and cavities academic. New York: p. 294-295.
[3] Watson E (1964) The radial spread of a liquid jet over a horizontal plane. J. Fluid Mech.. 20 (3) : p. 481-499.
[4]  Bohr T, Dimon P, Putkaradze V (1993) Shallow-water approach to the circular hydraulic jump. J. Fluid Mech..254: p. 635-648.
[5]  Higuera F (1994) The hydraulic jump in a viscous laminar flow. J. fluid Mech..274: p. 69-92.
[6]  Kate R, Das P, Chakraborty S (2007) Hydraulic jumps due to oblique impingement of circular liquid jets on a flat horizontal surface. J. Fluid Mech..573: p. 247-263.
[7]  Kate R, Das P, Chakraborty S (2007) Hydraulic jumps with corners due to obliquely inclined circular liquid jets. Physical Review E. 75 (5): p. 056310.
[8]  Kate R, Das P ,Chakraborty S (2007) An experimental investigation on the interaction of hydraulic jumps formed by two normal impinging circular liquid jets. J. Fluid Mech..590: p. 355-380.
 
[9]  Kate R, Das P, Chakraborty S (2008) Investigation on non-circular hydraulic jumps formed due to obliquely impinging circular liquid jets. Experimental Thermal and Fluid Science. 32(8): p. 1429-1439.
[10] Kate R, Das P, Chakraborty S (2009) Effects of jet obliquity on hydraulic jumps formed by impinging circular liquid jets on a moving horizontal plate. Fluids Eng. 131(3): p. 034502
[11] Kate R, Gorde R (2016) Hydraulic jumps and their interactions due to multiple impinging jets. In. Costa de Sol, Spain 12th International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics.
[12] Janghel M K (2015) An experimental study of hydraulic jump due to moving jet impingement.
[13] Choo K, Kim S J (2016) The influence of nozzle diameter on the circular hydraulic jump of liquid jet impingement. Experimental Thermal and Fluid Science. 72: p. 12-17.
[14] Singh D, Das A K (2018) Computational simulation of radially asymmetric hydraulic jumps and jump–jump interactions. Computers & Fluids: p. 170.1-12.
[15] Asadi A, Malek Jafarian S M, Teymourtash A R (2021) Experimental Study of the Effect of Fluid Jet Swirl on Circular Hydraulic Jump. Amirkabir J. Mech. Eng.: 53(7): p. 4153-4170.