بررسی تجربی کاهش اتلاف هد به وسیله ی حباب های هوا در جریان تیلور-کوئت آشفته

در این تحقیق، اثر تزریق حباب های کوچک روی اتلاف هد جریان محصور در فضای حلقوی بین دو استوانه هم محور (سیستم تیلور-کوئت) بطور تجربی بررسی شد. به منظور تعیین اتلاف هد، اختلاف فشار جریان بین دو نقطه ی معین در راستای محور استوانه ها اندازه گیری گردید. طبق تغییرات عدد رینولدز دورانی و محوری، جریان تیلور-کوئت ایجاد شده کاملا آشفته بود و گردابه های تیلور در فضای حلقوی ظاهر شدند. آب به عنوان سیال عامل و هوا با شرایط اتاق برای تولید حباب ها استفاده شدند که از قسمت تحتانی سیستم به داخل فضای حلقوی تزریق شدند. به منظور تعیین قطر و آرایش حباب ها در جریان تکنیک مجسم سازی جریان استفاده شد. نتایج اولیه نشان دادند که حباب های هوا می توانند در بهترین حالت اتلاف هد را تا 60% کاهش دهند. با افزایش عدد رینولدز دورانی اتلاف هد افزایش یافت؛ پدیده ای که با تجمع حباب های کوچک در هسته ی گردابه های تیلور و افزایش انتقال مومنتم توجیه شد. گرچه در اعداد رینولدز دورانی کوچک، کاهش چگالی جریان توسط حباب ها پارامتر اصلی در کاهش اتلاف هد مطرح شده است. در این رژیم مشاهده شد که افزایش عدد رینولدز محوری افت اتلاف هد را افزایش می دهد که نشان از میرا شدن گردابه ها توسط جریان محوری است.