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난류 측정

Overview

출처: 리카르도 메지아 알바레즈와 후삼 히크마트 자바, 기계 공학과, 미시간 주립 대학, 이스트 랜싱, MI

난류 흐름은 적절한 특성에 대해 높은 시간 해상도를 가진 계측기가 필요한 매우 높은 주파수 변동을 나타낸다. 핫 와이어 적층계는 이 요구 사항을 충족하기에 충분한 시간 응답을 제공합니다. 이 실험의 목적은 난류 제트를 특성화하기 위해 핫 와이어 무모의 사용을 입증하는 것입니다.

이 실험에서는 이전에 보정된 핫 와이어 프로브를 사용하여 제트 내의 다른 위치에서 속도 측정을 얻을 수 있습니다. 마지막으로, 난류 필드를 특성화하기 위해 데이터의 기본 통계 분석을 시연할 것입니다.

Procedure
  1. 슬릿, W의너비를 측정하고 이 값을 표 1에 기록합니다.
  2. 핫와이어 적층계를 중심선을 따라 x = 1.5W와 같은 출구에서 멀리 떨어진 거리에서 설정합니다. 표 2에서 이 스트림방향으로 위치를 기록합니다. 중심선은 스팬와이즈 좌표(y=0)의 원점이다.
  3. 제트를 횡단하기 위한 데이터 수집 프로그램을 시작합니다. 총 5000개의 샘플(예: 10s 데이터)에 대해 샘플 속도를 500Hz로 설정합니다.
  4. 테이블 3에서 핫와이어의 현재 스팬위 위치를 기록합니다.
  5. 데이터를 수집합니다.
  6. 데이터 수집 시스템은 방정식(1) 및 (4)를 사용하여 해당 데이터 집합의 평균 속도 및 난류 강도를 계산합니다.
  7. 이 두 값을 표 3에 기록합니다.
  8. 핫와이어를 다음(양수) spanwise 위치(mm)로 이동합니다.<

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Results

그림 5는 다운스트림 위치 x = 3W에서제트를 가로 질러 평균 속도의 분포를 나타낸다. 그림 6은 동일한 하류 위치에서 제트 를 가로 질러 난류 강도의 분포를 나타낸다. 표 3은 스트림와이즈 위치 x = 3W. 이 표의 마지막 열은 로컬 속도와 중심선 속도 사이의 비율에서 평균 속도 및 난기류 강도의 로컬 값?...

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Application and Summary

이 실험은 난류 흐름을 특성화하기 위한 핫와이어 무모법의 적용을 입증하였다. 난기류가 고주파 속도 변동을 나타낸다는 점을 감안할 때, 핫와이어 발적계는 높은 시간 해상도로 인해 특성화에 적합한 계측기입니다. 이를 염두에 두고 보정된 핫와이어 발적계를 사용하여 평면 제트기 내의 다양한 위치에서 평균 적인 로컬 속도와 난기류 강도를 특성화했습니다. 이러한 수량은 이 문서의 도입에?...

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References
  1. Chapra, S.C. and R.P. Canale. Numerical methods for engineers. Vol. 2. New York: McGraw-Hill, 1998.
  2. King, L.V. On the convection of heat from small cylinders in a stream of fluid: determination of the convection constants of small platinum wires with applications to hot-wire anemometry. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical or Physical Character 214 (1914): 373-432.
  3. White, F. M. Fluid Mechanics, 7th ed., McGraw-Hill, 2009.
  4. Munson, B.R., D.F. Young, T.H. Okiishi. Fundamentals of Fluid Mechanics. 5th ed., Wiley, 2006.
  5. Buckingham, E. Note on contraction coefficients of jets of gas. Journal of Research,6:765-775, 1931.
Tags
Turbulent FlowsMeasurementsCharacterizeFlowHigh Frequency FluctuationsInstrumentHot Wire AnemometerVelocityTurbulence MeasurementsStatistical AnalysisFree JetRandom FluctuationsFlow VariablesCoherent MotionsFlow FieldHigh Frequency OscillationsAverage ValueAverage Velocity

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0:07

Overview

1:05

Principles of Measuring Turbulent Flows

4:03

Protocol

6:42

Analysis and Results

8:13

Applications

9:46

Summary

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