รายละเอียดวิทยานิพนธ์
ชื่อวิทยานิพนธ์ ผลกระทบของสเวิร์ลนัมเบอร์ต่อคุณลักษณะการผสมของเจ็ตร้อนที่หมุนควงในกระแสลมขวาง
EFFECTS OF THE SWIRL NUMBER ON MIXING CHARACTERISTICS OF A HEATED SWIRLINGJET IN CROSSFLOW
ชื่อนิสิต วีรินทร์ หวังจิรนิรันดร์
Weerin Wangjiraniran
ชื่ออาจารย์ที่ปรึกษา ผศ ดร อศิ บุญจิตราดุลย์
Asst Prof Asi Bunyajitradulya Ph D
ชื่อสถาบัน จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. บัณฑิตวิทยาลัย
Chulalongkorn University. Bangkok. (Thailand). Graduate School.
ระดับปริญญาและรายละเอียดสาขาวิชา วิทยานิพนธ์มหาบัณฑิต. วิศวกรรมศาสตร์ (วิศวกรรมเครื่องกล)
Master. Engineering (Mechanical Engineering)
ปีที่จบการศึกษา 2544
บทคัดย่อ(ไทย) งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาคุณลักษณะของเจ็ตร้อนที่หมุนควงในกระแสลมขวางโดยทั่วไปและศึกษาผลกระทบของความเร็วในการหมุนควงที่มีต่อคุณลักษณะการผสมของเจ็ตโดยเฉพาะโดยเจ็ตร้อนที่หมุนควงที่มีผลรวมของ Circulation รอบปากเจ็ตไม่เป็นศูนย์ ถูกสร้างขึ้นด้วยท่อหมุนซึ่งภายในบรรจุ Honeycomb และทำการวัดการกระจายของอุณหภูมิบนระนาบหน้าตัดที่ตั้งฉากกับทิศทางของกระแสลมขวางตามแนวการไหลของเจ็ต เพื่อศึกษาคุณลักษณะการผสมเฉพาะหน้าตัดและคุณลักษณะการผสมโดยรวม การทดลองได้ทำที่อัตราส่วนความเร็วประสิทธิผลเป็นค่าคงที่ที่ 4.1 โดยเปลี่ยนความเร็วในการหมุนควงซึ่งแสดงเป็นค่าอัตราส่วนสเวิร์ลในช่วงตั้งแต่ 0 (กรณีเจ็ตที่ไม่หมุนควง) ถึง 0.82 ที่เรโนลด์สนัมเบอร์ประมาณ 12,000 จากผลการทดลองพบว่าการหมุนควงทำให้ลักษณะโครงสร้างของเจ็ตมีความไม่สมมาตรซึ่งแสดงจากการกระจายของอุณหภูมิบนหน้าตัด โดยพบริเวณที่มีอุณหภูมิและอัตราการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิสูงทางด้านที่ความเร็วตามแนวสัมผัสของเจ็ตอากาศมีทิศทางเดียวกับความเร็วของกระแสลมขวาง (ด้าน Suction) ในขณะที่พบบริเวณที่มีอุณหภูมิและอัตราการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิต่ำทางด้านที่ความเร็วตามแนวสัมผัสของเจ็ตอากาศมีทิศทางตรงกันข้ามกับความเร็วของกระแสลมขวาง (ด้าน Pressure) ทั้งนี้จากการวิเคราะห์ชี้แนะให้เห็นว่าคุณลักษณะเช่นนี้เป็นผลมาจากความแตกต่างในลักษณะการเกิดของ Skewed mixing layer ที่ขอบด้านข้างทั้งสองด้านของเจ็ต ซึ่งมีผลโดยตรงต่อการพัฒนาตัวของเจ็ต นอกจากนี้ยังพบว่าความไม่สมมาตรดังกล่าวเพิ่มขึ้นตามความเร็วในการหมุนควง อย่างไรก็ตามถึงแม้ว่าการหมุนควงจะมีผลต่อลักษณะของความไม่สมมาตรภายในเจ็ต แต่การหมุนควงดังกล่าวไม่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงรูปร่างและความสมมาตรภายนอกของเจ็ตซึ่งแสดงโดยเส้นขอบเขตของบริเวณระดับอุณหภูมิต่ำรอบเจ็ต นอกจากนี้ยังพบว่าในช่วงของพารามิเตอร์ที่ศึกษานั้น การหมุนควงส่งผลเพียงเล็กน้อยต่อคุณลักษณะโดยรวมของเจ็ต เช่น การขยายตัวของเจ็ต และรูปร่างและตำแหน่งของขอบเจ็ตดังกล่าวข้างต้นและส่งผลเพียงเล็กน้อยต่อคุณลักษณะบนระนาบสมมาตรแนวตั้ง ดังจะเห็นได้จากการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยของเส้นทางของอุณหภูมิสูงสุดบนระนาบสมมาตร, เส้นทางของจุดศูนย์กลางอุณหภูมิ, และการลดลงของอุณหภูมิสูงสุดบนระนาบสมมาตร และการลดลงของอุณหภูมิสูงสุด ในทางตรงกันข้าม พบว่าการหมุนควงส่งผลที่มีนัยสำคัญต่อคุณลักษณะของเจ็ตบนระนาบแนวนอน ดังจะเห็นได้จากการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญของเส้นทางของจุดศูนย์กลางอุณหภูมิบนระนาบแนวนอน ซึ่งพบการเบี่ยงเบนออกจากแนวของระนาบสมมาตรแนวตั้งมากขึ้น เมื่อความเร็วในการหมุนควงเพิ่มมากขึ้น ผลการศึกษานี้ชี้แนะให้เห็นถึงความแตกต่างของอิทธิพลของอัตราส่วนเสวิร์ลและอัตราส่วนความเร็วประสิทธิผลต่อคุณลักษณะของเจ็ตที่หมุนควงในกระแสลมขวาง
บทคัดย่อ(English) Characteristics of swirling jet in crossflow were studied in generaland the effects of swirl on the characteristics were investigated inparticular. Heated swirling jet with non-zero circulation generated from arotating pipe with honeycomb was used and temperature distributions in thecross planes downstream of the jet were surveyed in order to investigateboth local and global mixing characteristics. The experiments wereconducted at a fixed effective velocity ratio of 4.1, swirl ratio rangedfrom 0 (no swirl) to 0.82, and at Reynolds number of 12,000. The results indicated that, swirl caused asymmetry in the jetstructures and, hence, the temperature distribution within the jet,creating a region of high temperature and temperature gradient on the sidewhich the jet tangential velocity was in the same direction as thecrossflow velocity (suction side) and a corresponding region of lowtemperature and temperature gradient on side which the jet tangentialvelocity was in the opposite direction to the crossflow velocity (pressureside). This was attributed to the development, and the contrasting effectof swirl velocity on the development, of a skew mixing layer on eachlateral edge of the jet. The degree of asymmetry was observed to increasewith swirl. Nonetheless, it was also observed that, albeit the effects ofswirl in the asymmetry of temperature distribution within the jet, the lowtemperature envelop describing the edge of the jet was relatively unchangedand symmetric. The results showed that, within the present range of parameters,swirl had little influence on the global characteristics of the jet such asthe spreading rate and the low temperature envelope mentioned above. Inaddition, the results also indicated that swirl had little influence on theglobal characteristics in the centerplane of the jet. This was seen throughlittle change in the trajectory of maximum centerplane temperature, theprojecte-dtrajectory of centroid temperature, the decay of maximumcenterplane temperature, and the decay of the projected maximumtemperature, with swirl. On the other hand, the effects of swirl on theglobal characteristics in the horizontal crossplane were pronounced. Thiswas seen through significant change in the projected trajectory of centroidtemperature with swirl. These results pointed out to the distinctive rolesand effects of swirl and of the effective velocity ratio on thecharacteristic of swirling jet in crossflow.
ภาษาที่ใช้เขียนวิทยานิพนธ์
จำนวนหน้าของวิทยานิพนธ์ 150 P.
ISBN
สถานที่จัดเก็บวิทยานิพนธ์
คำสำคัญ SWIRLING JET, JET IN CROSSFLOW, TEMPERATURE DISTRIBUTION, ROTATINGPIPE, MIXING
วิทยานิพนธ์ที่เกี่ยวข้อง



© 2009 ฝ่ายบริการความรู้ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ All Rights Reserved.