Experimental and Theoretical Analysis of Flow Structure in the Vortex Chamber with End Jet Control

Authors

  • Володимир Миколайович Турик NTUU KPI, Ukraine
  • Дмитро Євгенович Мілюков NTUU KPI, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20535/1810-0546.2014.2.55014

Keywords:

Vortex chamber, Coherent vortical structures, Control jet, Central quasi-solid vortex, Flow structure control

Abstract

In order to find low-powered control system of working flows in vortex chambers (VC) of energetic and technological equipment the compound structure of shear current in one of the most powerful vortex formation (“central quasi-solid vortex” — CQSV) inside of VC dead-end zone was investigated under condition of closed coaxial end jet control actions. The principle of mutual receptivity of vortex structures on macrolevel was taken as a basis upon study of geometric and operating characteristics of these actions. Realization of elaborated gas flows visualization, instrumentation technology and analysis of lines of equal axial velocities distribution in VC dead end part allowed proposal of simple and effective ejector scheme of CQSV and control jet interaction. As result of theoretical extension of experimental data investigation, the integral parameter of transfer processes efficiency in VC working mediums — utilization of CQSV kinetic energy is offered. Important practical problem of mixing process approximate optimization in the VC was solved by rational selection of flow discharges correlation between control jets and outlet stream from camera.

Author Biographies

Володимир Миколайович Турик, NTUU KPI

Turick Vladimir,                                                         Ph.D, associate professor

Дмитро Євгенович Мілюков, NTUU KPI

Miliukov Dmytro,                                               postgraduate student

References

Гольдштик М.А. Вихревые потоки. — Новосибирск: Наука, Сиб. отделение, 1981. — 366 с.

Гупта А., Лили Д., Сайред Н. Закрученные потоки: пер. с англ. — М.: Мир, 1987. — 588 с.

Теплообмен и гидродинамика в полях центробежных массовых сил. Т. 3. Закрученные потоки / А.А. Халатов, А.А. Авраменко, И.В. Шевчук. — К.: Ин-т теплофизики НАН Украины, 2000. — 474 с.

Макаренко Р.А., Турик В.Н. Кинематика течения в тупиковой части вихревой камеры // Прикл. гидро- мех. — 2001. — 3(75), № 1. — С. 46—51.

Бабенко В.В., Турик В.Н. Макет вихревых структур в вихревой камере // Прикл. гидромех. — 2008. — 10(82), №3. — С. 3—19.

Турик В.Н., Бабенко В.В., Милюков Д.Е. О динамическом методе управления структурой течения в вихревой камере // Восточно-европейский журн. передових технол. — 2012. — № 5/7 (59). — С. 52—59.

U.T. Bodewadt, “Die Drehstromung uber festen Grund,” Z. Angew. Math. Mech., vol. 20, pp. 241—253, 1940.

Патент України № 3443 U МПК 7 В01F 5/00, 2004., Камера змішування з додатковими соплами / В.М. Турик, В.В. Бабенко, В.Г. Рожавський. — Опуб. 15.11.2004; Бюл. 11.

Турик В.Н., Мілюков Д.Е. К выбору способа управления структурой течения в тупиковой части вихревой камеры // Вісн. НТУУ “КПІ”: Машинобудування. — 2011. — № 63. — С. 70—73.

Babenko V.V., “Control of the coherent vortical structures of a boundary layer,” Aerodynamic Drag Reduction Technologies, Proc. of the CEAS / DragNet European Drag Reduction Conf., Potsdam, Germany, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2001, рр. 341—350.

Турик В.Н. О взаимной восприимчивости вихревих структур и управлении ими // Вісн. НТУУ “КПІ”: Машинобудування. — 2009. — № 56. — С. 286—299.

Теория турбулентних струй / Г.Н. Абрамович, Т.А. Гиршович, С.Ю. Крашенников и др. / Под ред. Г.Н. Абрамовича. — М.: Наука, 1984. — 716 с.

Теплообмен и гидродинамика в полях центробеж- ных массовых сил. Т. 4. Инженерное и технологи- ческое оборудование / А.А. Халатов, А.А. Аврамен ко, И.В. Шевчук. — К.: Ин-т теплофизики НАН Украины, 2000. — 212 с.

Христианович С.А. О расчете эжектора // Промышленная аэродинамика (Сб. стат.). — М.: ЦАГИ. Бюро новой техники НКАП, 1944. — С. 3—17.

Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. Ч. 1. — М.: Наука, 1991. — 600 с.

Downloads

Published

2014-04-30

Issue

No. 2 (2014): Engineering

Section

Art

License

Copyright (c) 2017 NTUU KPI Authors who publish with this journal agree to the following terms:

    1. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under CC BY 4.0 that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.

    2. Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.

    3. Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work