Jet que inciden sobre una placa inclinada

Visión general

Fuente: Ricardo Mejía-Alvarez y Hussam Hikmat Jabbar, Departamento de ingeniería mecánica, Universidad Estatal de Michigan, East Lansing, MI

El objetivo de este experimento es demostrar cómo un fluido ejerce fuerzas sobre las estructuras por la conversión de presión dinámica en presión estática. Para ello, vamos a hacer un chorro plano incidir un plano de la placa y medir la distribución resultante de la presión a lo largo de la placa. La fuerza resultante se calcula mediante la integración del producto entre la distribución de la presión y diferenciales de área adecuadamente definida a lo largo de la superficie de la placa. Este experimento se repetirá para dos ángulos de inclinación de la placa con respecto a la dirección del jet y dos caudales. Cada configuración produce una distribución de presión a lo largo de la placa, que es el resultado de diferentes niveles de conversión de presión dinámica en presión estática en la superficie de la placa.

Para este experimento, la presión se medirá con un transductor de presión de diafragma conectado a una válvula de barrido. La placa en sí tiene pequeñas perforaciones llamados grifos de presión que conectan a la válvula de barrido a través de mangueras. La válvula de barrido envía la presión de estos grifos para el transductor de presión uno a la vez. La presión induce la deformación mecánica sobre el diafragma que el transductor de presión se convierte en tensión. Este voltaje es proporcional a la diferencia de presión entre los dos lados del diafragma.

Procedimiento

1. configuración de la instalación

  1. Asegúrese de que no hay ningún flujo en la instalación.
  2. Establecer los instrumentos según el esquema en la figura 2.
  3. Ajustar la placa de ángulo . Registre este valor en la tabla 1.
  4. Medir el ancho de boquilla de chorro . Registre este valor en la tabla 1.
  5. Medir la duración de la placa L. registro este valor en la tabla 1.
  6. A cero el transductor de presión.

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Resultados

La figura 4 muestra cuatro conjuntos de resultados obtenidos para el jet avión que inciden sobre una placa en dos ángulos diferentes y dos caudales diferentes. De hecho, desde el lado de baja presión del transductor se abre para el receptor, sus lecturas corresponden sólo a la sobrepresión , que son en realidad los puntos indicados en la figura 4.

Figu...</div><div class=

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Aplicación y resumen

Los experimentos ofrecidos adjunto demostraron la interacción de la presión y velocidad para generar cargas de objetos por medio de la conversión de la presión dinámica en presión estática. Estos conceptos fueron demostrados con un chorro de plano que inciden sobre una placa plana en dos ángulos diferentes y dos caudales diferentes. Los experimentos demostraron claramente que la carga es más alta en el punto de estancamiento, donde toda la presión dinámica se convierte en presión estática, y su magnitud dism...

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Referencias
  1. Arnau, A. (ed.). Piezoelectric transducers and applications. Vol. 2004. Heidelberg: Springer, 2004.
  2. Tropea, C., A.L. Yarin, and J.F. Foss. Springer handbook of experimental fluid mechanics. Vol. 1. Springer Science & Business Media, 2007.
  3. White, F. M. Fluid Mechanics, 7th ed., McGraw-Hill, 2009.
  4. Chapra, S.C. and R.P. Canale. Numerical methods for engineers. Vol. 2. New York: McGraw-Hill, 1998.
  5. Buckingham, E. Note on contraction coefficients of jets of gas. Journal of Research,6:765-775, 1931.
  6. Munson, B.R., D.F. Young, T.H. Okiishi. Fundamentals of Fluid Mechanics. 5th ed., Wiley, 2006.
  7. Lienhard V, J.H. and J.H. Lienhard IV. Velocity coefficients for free jets from sharp-edged orifices. ASME Journal of Fluids Engineering, 106:13-17, 1984.
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Jet ImpingementInclined PlateTechnological ApplicationsMaterial CuttingManufacturing IndustryEnergy GenerationHydraulic SourcesFluid NozzleHigh pressure RegionLow pressure RegionForcesPressureVelocityFlow FieldObject s SurfaceLiftStabilityDimensionsSpeedImpingement SurfaceDistanceHeat TransferLoad Exerted By A JetParameters Of InterestFlow DiagnosticsJet VelocityMass Flow Rate

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0:06

Overview

1:39

Principles of Jet Impingement

5:40

Setup and Calibration

7:25

Data Acquisition

8:57

Data Analysis

10:04

Results

11:39

Applications

13:02

Summary

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