Jet pumps - numerical modeling possibilities upon the bifurcation phenomena

• Autorzy: Sobieski W.

Warianty tytułu

PL

Możliwości numerycznego modelowania strumienic z wykorzystaniem zjawiska bifurkacji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the results of numerical simulations for modeling the air-air jet pump in 2D canal. The conducted simulation studies indicate the possibility of presence of strong bifurcations in jet pumps with the degree of intensity depending on geometric indicators and thermodynamic parameters of the system. Appearance of bifurcation in the mixing chamber causes periodic appearance of free spaces between the bifurcating liquid jet flowing out of the working nozzle and the walls of the chamber in which compression of the medium sucked and transport of it to the diffuser occurs. The paper presents and discuss the results of earlier works on bifurcation phenomenon in the systems of "nozzle - mixing chamber" type and qualitative results of computer simulation of sample ejector operation. The paper also contains the analysis of the influence of various factors on the results of computations. The goal of the work was confirmation of the possibility of numerical modelling jet pumps based on the bifurcation phenomena.

PL

W artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznych dotyczących modelowania strumienicy powietrzno-powietrznej w przestrzeni 2D. Wyniki badań symulacyjnych wskazują na możliwość występowania w strumienicach silnych bifurkacji, o stopniu intensywności zależnym od wyróżników geometrycznych oraz parametrów termodynamicznych układu. Wystąpienie bifurkacji w komorze mieszania powoduje okresowe pojawianie się przestrzeni - między wypływającym z dyszy roboczej bifurkującym dżetem płynu a ściankami komory, w których następnie dochodzi do sprężenia zasysanego czynnika i transportowania go do dyfuzora. Przedstawiono również wyniki wcześniejszych prac dotyczących zjawiska bifurkacji w układach typu "dysza - komora mieszania'' oraz jakościowe wyniki symulacji komputerowych pracy przykładowej strumienicy. Przeanalizowano wpływ różnych czynników na wyniki obliczeń. Celem badań było sprawdzenie możliwości modelowania numerycznego strumienic bazującego na zjawisku bifurkacji.

Słowa kluczowe

EN

flow bifurcation; jet pumps; CFD

PL

przepływy bifurkacyjne; strumienice; CFD

• Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie
• Czasopismo: Technical Sciences / University of Warmia and Mazury in Olsztyn
• Rocznik: 2010
• Tom: nr 13
• Strony: 240--255
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Sobieski W.

• Chair of Mechanics and Machine Design, University of Warmia and Mazury in Olsztyn,

Bibliografia

• Badur J., Sobieski W. 2001. Numerical simulation of Hopf bifurcations in a turning off flow. Research of the Chair of Mechanics and Machine Design, pp. 63-98, Olsztyn.
• Badur J., Sobieski W. 2005. Nicht stationäre Durchfussformen im 2-D Kanal. GAMM, Luksemburg.
• Badur J., Yershov S., Rusanov A., Kardaś D., Kudryński A., Ochrymiuk T. 1999. An imperfected time marching method for Hopf bifurcation in inviscid flow. Research Report IMP PAN, No 298/97, Gdańsk.
• Bataglia F., Tavenor S. J., Kulkarni A.K., Merkle Ch.L. 1997. Bifurcation of Low Reynolds Numbers Flow in Symmetric Channel. AiAA Journal, 35(1).
• Baier G. 1999. Liquid-liquid extraction based on a new flow pattern: two-fluid Taylor-Couette flow. PhD Thesis, University of Wisconsin-Madison, Department of Chemical Engineering.
• Cudakiewicz M. 2005. Numerical Modelling of the Work of Jet Pump Devices concerning Flugel-Cunningham Method. MSc Thesis, University Of Warmia And Mazury In Olsztyn, The Faculty of Technical Sciences.
• Cunningham R.G. 1974. Gas Compression with the liquid jet pump. Trans. ASME, J. Fluids Engineering, 94, 203-215.
• Dyban E.P., Mazur A.I., Epik E.J. 1971. Osobennosti istecenia plaskoj woedyszczoj strui w tupik. Teplofizika i Teplotechanika, 19: 41-45.
• Flügel G. 1951. Berechnung von Strahlapparaten. 2 Aufl. A4, S. II+21. VDI-Verlag, Düsseldorf.
• Grebe T. 2004. Simulation und Modellierung des Mischverhaltens von Taylor-Couette-Reaktoren. PhD Thesis, Fakultät fur Naturwissenschaften, Department Chemie, Universität Paderborn.
• Haramina T. 2005. Coherent structures in turbulent Rayleigh-Benard convection. PhD Thesis, Göttingen.
• Khodadadi J.M. 1991. Wall Pressure and Shear Stress Variation in a 90-Deg Bifurcation During Pulsatile Laminar Flow. Journal of Fluids Engineering, 113.
• Kurnik W. 1997. Bifurkacje dywergentne i oscylacyjne. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne. Warszawa.
• Lega J. Instability of Pulse-like Deformations of an Elastic Filament [on-line]. Access: http://math.arizona.edu/~lega/Filaments.html
• Manasseh R., Merrell J., Dunstan B., Yoshida S. Bubble trajectory bifurcation in crossflow [on-line]. Access: http://resources.highett.cmit.csiro.au/RManasseh/a9163/a9163.html
• Manneville P. Rayleigh-Beenard convection, thirty years of experimental, theoretical, and modeling work [on-line]. Access: http://www.ladhyx.polytechnique.fr/people/pops/benard.pdf
• Mellis D. A. 2006. Introduction to Chaos Theory [on-line]. Access: http://alumni.imsa.edu/~stendahl/chaos/chaos.html
• Rosenfeld M., Einav S. 1995. The Effect of Construction Size on the Pulsatile Flow in a Channel. Journal of Fluids Engineering, 117.
• Schinas D., Mathioulakis D.S. 2000. Pulsating Flow in a 90 Degree Bifurcation. Journal of Fluids Engineering, 122.
• Sobieski W. 2004. Test Stand for Research of Cavitation Phenomena by Vibroacoustic Method. Diagnostyka, 32: 37-42.
• Sobieski W. 2005. Test Stand for Visualization of Cavitation Phenomena. "Modelling of Multiphase Flows in Thermo-Chemical Systems - Advanced Measurement Techniques", Stawiska 2005, PPW05-35.
• Sobieski W. 2009a. Numerical Analysis of Flow Bifurcations in a Closed-Off Channel. Technical Sciences, 12: 272-285.
• Sobieski W. 2009b. Numerical And Experimental Analyses of Hopf Bifurcations in a Locally Expanded Channel. Technical Sciences, 12: 259-271.
• Spalding D.B., Hewitt G.F. 1992. Computer code Description. Multiphase Science and Technology, 6: 721-808.
• Świątecki A. 2004. Numerical Analysis of Hopf bifurcations in a 2D geometry. MSc Thesis, University Of Warmia And Mazury In Olsztyn, The Faculty of Technical Sciences.
• Trybulec Z. Bifurkacje Feigenbauma [on-line]. Access: http://www.zftik.agh.edu.pl/mof/lab/trybulec.html
• Witte J.H. 1969. Mixing shocks in two-phase flow. Journal of Fluid Mechanics, 36: 639-655.
• Wilson G. Nonlinear Dynamical Systems as a Paradigm for International Relations Theory [on-line]. Access: http://www.garretwilson.com/essays/internationalrelations/complexworld.html
• Youd A. Taylor-Couette Flow [on-line]. Access: http://www.students.ncl.ac.uk/a.j.youd/tcf/tcf.html
• Zhang S., Morita K., Fukuda K., Shirakawa N. 2001. Simulation of Three-dimensional Convection Patterns in a Rayleigh-Benard System Using the MPS Method. Memoirs of the Faculty of Engineering, Kyushu University, 66(1).