Vorteks Tüpündeki Akış Karakteristiklerinin Çok Pozisyonlu Sıcak Tel Yöntemi İle İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, tek eğimli sıcak tel probu için geliştirilen çok pozisyonlu sıcak-tel yöntemini kullanarak vorteks tüpünün hidrodinamik karakteristiklerini deneysel olarak araştırmaktır. Boyu 80 cm ve iç çapı 89 mm olan pürüzsüz bir boru vorteks borusu olarak kullanılmış ve havanın borunun girişinde 120° açılarla açılan 3 lüleden teğetsel olarak girmesiyle boru içerisinde vorteks akış elde edilmiştir. Orifis çapı ve hava debisinin üç ortalama hız bileşeni, üç normal ve üç Reynolds gerilmelerine etkisini incelemek amacıyla, 4 farklı orifis çapı (20, 40, 60 ve 89 mm) ve 3 farklı debi (5, 10 ve 15 L/s) kullanılmıştır. Fitouri vd. (1995) tarafından geliştirilen minimum çatal etkileşimli dönme açılarını kullanan çözüm yöntemi kullanılmıştır. Akış rejiminin çıkış koşullarına çok duyarlı olduğu belirlenmiştir. Teğetsel hız bileşeninin baskın olduğu ve radyal hız bileşeninin eksenel ve teğetsel hız bileşeninden daha küçük olduğu bulunmuştur. Radyal yöndeki teğetsel hız profili, çevresel bölgede serbest vorteks ve merkezi bölgede zorlanmış vorteks bölgelerinden oluşmuştur. Eksenel hız bileşenleri, vorteks borusunun bazı bölgelerinde önemli olmuş ve bu bölgelerin boru cidarına yakın bölgeler olduğu gözlenmiştir

Keywords

• Vorteks tüpü, Sıcak tel, Çok pozisyonlu yöntem, Ortalama hız, Türbülans

Investigation of Flow Characteristics in Vortex Tubes by Multiposition Hot-Wire Technique

Abstract

The purpose of this study is to investigate experimentally the hydrodynamic characteristics of a vortex tube by using a multiposition hot-wire technique for a single yaw hot-wire probe. A smooth pipe of length 80 cm and of inner radius 89 mm was used as the vortex tube, and the swirl flow was obtained by the tangential inlet of air through the three nozzles opened 120o apart from each other at the inlet of the tube. Four different orifice diameters (20, 40, 60 and 89 mm), and three different flow rates (5, 10 and 15 L/s) were used to study the effect of orifice diameter and the flow rate on the three mean velocity components and three normal and three Reynolds stresses. The solution procedures using roll angles with minimal prong interference developed by Fitouri et al. (1995) were used. An extreme sensitivity of the flow regime to the exit conditions was determined. The tangential velocity component was predominant, and radial velocity component were smaller than that of the axial and tangential components. The tangential velocity profile in the radial direction was composed of a peripheral region of quasi-free vortex and a central part of quasi-forced vortex flow. Axial velocity components became significant in some zones of the vortex tube, and these zones were generally close the tube wall

Keywords

• Vortex tube, Hot wire, Multiposition technique, Mean velocity, Turbulence