Sinuous channel flows are the most natural form of alluvial streams. The complex flow in the channel bends has been the main focus of the study. This paper examines the flow velocity and the three-dimensional velocity fluctuations in a pure sinuous channel. The main focus of the study is on the characterization of turbulence anisotropy along the sinuous bend. Experiments were conducted in a sinuous channel of a rectangular cross-section to identify the turbulence present in the flow. Secondary flow, Reynolds shear stress, turbulent kinetic energy, and anisotropy turbulence were evaluated in the sinuous bend. The bend apex is composed of a large circulation cell at the center of the bend section. The maximum Reynolds shear stress (RSS) is located at the bend apex with the streamwise-transverse and transverse-vertical components of RSS showing high peaks of positive and negative values. This fact is in support of the secondary flow observed in this study. Anisotropic stress tensors were estimated at different bend sections and are shown to have greater contribution toward streamwise and transverse direction. Anisotropic invariant map (AIM) identified the turbulence at bend sections and varying flow depth. Two dimensional, cigar-shaped, and pancake-shaped turbulence was observed at the bend upstream and downstream. Isotropic turbulence was observed at the bend apex. Near the bed (z∕h ≤ 0.2) and away from the bed (z∕h ≥ 0.4), pancake-shaped and cigar-shaped turbulence was observed.
Time-dependent flow investigation through rotating curved ducts is utilized immensely in rotating machinery and metal industry. In the ongoing exploration, time-dependent solutions with flow transition through a rotating curved square duct of curvature ratio 0.009 have been performed. Numerical calculations are carried out for constant pressure gradient force, the Dean number Dn = 1000 and the Grashof number Gr = 100 over a wide range of the Taylor number values […] for both positive and negative rotation of the duct. The software Code:Blocks has been employed as the second programming tool to obtain numerical solutions. First, time evolution calculations of the unsteady solutions have been performed for positive rotation. To clearly understand the characteristics of regular and irregular oscillations, phase spaces of the time evolution results have been enumerated. Then the calculations have been further attempted for negative rotation and it is found that the unsteady flow shows different flow instabilities if Tr is increased or decreased in the positive or in the negative direction. Two types of flow velocities such as axial flow and secondary flow and temperature profiles have been exposed, and it is found that there appear two- to four-vortex asymmetric solutions for the oscillating flows for both positive and negative rotation whereas only two-vortex for the steady-state solution for positive rotation but four-vortex for negative rotation. From the axial flow pattern, it is observed that two high-velocity regions have been created for the oscillating flows. As a consequence of the change of flow velocity with respect to time, the fluid flow is mixed up in a great deal which enhances heat transfer in the fluid.
Praca przedstawia problemy pomiarowe jakie powstały podczas zrealizowanego cyklu badań z wykorzystaniem techniki pomiaru bezkontaktowego PIV (Particle Image Veolcimetry) przepływu niestacjonarnego w zbiorniku modelowym kadzi wirowej zwanej potocznie whirlpoolem. Obiektami badań były zbiorniki wykonane z PMMA o zróżnicowanym konstrukcyjnie rozmieszczeniu otworów wlotowych. W pracy zaprezentowano zbudowane stanowisko pomiarowe, sposób kalibracji, problemy i ograniczenia zastosowania PIV powstałe podczas prowadzenia badań oraz przykładowe wyniki analiz.
EN
The paper presents measurement problems which occurred during the series of research incorporating the PIV (Particle Image Velocimetry) optical measurement of unsteady flow inside a scale model of a cycling vat, also known under the name of whirlpool. The subject of the research were containers made of PMMA with structurally diversified placement of inlets. The work unveils the workbench, the calibration method and the limitations of adopting PIV met during the research, along with sample results of analysis. The measurements were taken on a workbench built in the laboratory of Philadelphia Mixing Solutions, Palmyra PA, US. The measurements incorporated a PIV FlowSense2M camera, a DantecDynamics’ HUB system as well as YAG NewWave Solo 120 TX laser equipped with a controller, a part of which is a water-cooling system. FlowManager was the software used for computation, whereas DynamicStudio was used for analysis and result collection. While obtaining measures an array of difficulties was met, related to capturing decent quality images with seeding particles under specific conditions of filling up the whirlpool tank. The phenomenon of free surface inside the flow and the characteristics of filling up an open tank have revealed multiple complications connected to laser beam reflections along with capturing reflections from other light sources. An addi-tional trouble was caused by aeration of the mixture being the subject of the measurement. Unsteady flow was the cause of problems during analysis of the material, so it was necessary for adaptive correlation to be based on two frames. This is not the case with steady flow, for which we can use 1000 consecutive frames as a basis for the statistic analysis.
Praca prezentuje porównanie wyników uzyskanych dla modelu symulacyjnego CFD (Coputational Fluid Dynamcs) kadzi wirowej o napełnianiu jednostronnym (klasycznym) i zwielokrotnionym po obwodzie. Przedmiotem analizy było określenie wpływu zastosowania napełniania z wykorzystaniem czerech otworów rozmieszczonych symetrycznie na płaszczyźnie płaszcza zbiornika kadzi wirowej na występowanie przepływ wtórnego odpowiedzialnego za formowanie się stożka osadu gorącego. Analiza czasów formowania oraz wartości prędkości maksymalnej przepływu wtórnego który jest odpowiedzialny za powstawania specyficznego kształtu stożka osadu wykazała zróżnicowanie wyników w zależności od wariantu napełniania. W odniesieniu do klasycznego napełniania korzystniejsze warunki (skrócenie czasu powstawania przepływu formującego stożek osadu oraz wyższą wartość prędkości) uzyskano przy napełnianiu wielostronnym.
EN
The paper presents the comparison of simulation results obtained for the Computational Fluid Dynamics CFD) model of the whirlpool tank of one-sided inflow (classic) and multiplied by the circumference. The subject of the analysis was to determine the effect of using four inlets placed symmetrically on a whirlpool plane of the tank on the occurrence of the secondary flow which is responsible for the formation of the hot trub cone. Analysis of the formation time and the speed of the secondary flow which is responsible for the formation of the specific shape of the cone of sediment results showed differences depending on the variant of the filling. With respect to the classical filling better conditions (shorter cone formation forming sediment flow and higher speed) achieved during the filling multilateral.
Artykuł prezentuje wyniki obliczeń opracowanego modelu symulacyjnego CFD (Computational Fluid Dynamics) dla przepływu płynu w zbiorniku kadzi wirowej typu Whirlpool. Przedmiotem analizy było porównanie przepływu dla dwóch wariantów zasilania kadzi wirowej - jednostronnego (klasycznego) i podwójnego, zwielokrotnionego po obwodzie. Celem analizy było określenie wpływu zastosowania zwielokrotnionego zasilania na stan i charakter przepływów wtórnych występujących podczas wirowania płynu w zbiorniku kadzi wirowej.
EN
The paper presents the results of calculations of the model simulation CFD (Computational Fluid Dynamics) for fluid flow in the whirlpool tank. The analysis was to compare for inflow in the two variants of the whirlpool inlets constructions - single (classical) and a double, multiplied by perimeter. The purpose of the analysis was to determine the effect of the use multiplied inflows to the state and nature of secondary flows that occur during spinning fluid in the whirlpool tank.
Zaprezentowana w artykule praca badawcza przedstawia symulacyjną analizę występowania przepływu wtórnego namywającego osad w kadzi wirowej. Przedmiotem analizy był przepływ w zbiornikach kadzi wirowej o kształtach występujących w konstrukcjach przemysłowych. Celem analizy było określenie wpływu zmiennych rozwiązań konstrukcyjnych kształtu takich zbiorników na warunki formowania i ewolucję przepływu wtórnego formującego stożek osadu.
EN
This paper presents simulation analysis of settling hot trub secunadary flow occurring ih the whirlpool. The subject of analysis was whirlpool vessels flow which occurs in the shapes of industrial construction. The aim of analysis were evaluation of the changing influence shape of vessels constructional solutions on the swirling process forming and secoundary flow evolution which is responsible for hot trub cone forming.
W pracy przedstawione zostały matematyczne opisy ruchu cieczy w kadzi wirowej wyjaśniające powstawanie przepływu wtórnego odpowiedzialnego za formowanie się stożka osadu. Zaprezentowano pełny model matematyczny ruchu płynu w zbiorniku kadzi wirowej, uproszczone rozwiązanie opisujące powstawanie przepływu dla pojedynczej warstwy w obszarze granicznej warstwy cieczy przy dnie zbiornika oraz model komputerowy ruchu płynu w zbiorniku kadzi wirowej whirlpool.
EN
Paper presents the mathematical descriptions of the liquid flow in the whirl-settling vat that explain formation of the secondary flow responsible for the hot trub cone forming. The full rotating fluid flow in the whirlpool vessel, the simplified solution describing formation of the secondary flow in the boundary layer near the bottom vessel and the computational model of the rotating liquid flow in the whirl-settling vat has been presented.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono metodę wyznaczania powierzchni łopatki sprężarki promieniowej opartą o rozwiązanie zadania odwrotnego w ramach modelu osiowosymetrycznego. Wykorzystano korektę Stodoli dla uwzględnienia skończonej ilości łopatek. Pokazano jak zwiększone straty w obrębie obszarów przy dysku i pokrywie wpływają na zmianę kształtu łopatki. Dla przykładowego wirnika wykonano obliczenia typu 3D.
It has been shown, that the experimental results obtained in the simple process of evaporation from a flat surface in the electric field can be used in design of the complex EHD process of a ceramic element drying.
The axisymrnetrical flow of the electrically conducting fluid is considered in the presence of a converging-diverging current flow. The governing equations are discretized using finite difference method. The numerical procedure is based on time-marching methods [4]. The effect of the Re number and the magnetic pressure C on the value of velocity along the tube axis was examined.
PL
Przedstawiono wstępne wyniki numeryczne otrzymane dla przepływu, MHD w obecności zbieżno - rozbieżnego pola elektrycznego. Program obliczeniowy został napisany na podstawie metody opisanej w [4]. Badano wpływ liczby Reynoldsa Re i ciśnienia magnetycznego C na powstawanie przepływu wtórnego.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.