Proudové pole generované radiálním proudem

Flow Pattern Generated by a Radial Jet

conference paper

en

The article is focused on a radial jet investigation. The radial jet is one of the most important features of a reinforced exhaust system known as the Aaberg exhaust hood. In order to describe a radial jet flow pattern, measurements of radial jet characteristics, such as velocity decay, spreading rate and turbulence intensity profiles across the jet, are needed. An experimental setup has been built up. It allows to perform the measurements under various both geometrical (jet width and orifice diameter) and initial conditions (turbulence intensity, air speed, and temperature at the inlet). The setup consists of an air terminal that creates the radial jet, a ductwork with a fan unit and a heat exchanger. The basic dimensions of the air terminal are 200 mm in diameter and the width of terminal nozzle is 4 mm; both of them are adjustable. The flow rate can be varied from 50 m3/h to 1200 m3/h. Data acquisition system is based on a computer and it enables to store and evaluate data from all measuring devices and sensors in real time. For the basic arrangement, a set of measurements were undertaken and results of that were compared with available literature. The radial jet was also simulated numerically by means of a commercial CFD code with the aim at using this tool for further development and optimisation of radial jet reinforced exhaust system. Comparison of the results, both experimental and numerical, with available expressions and data for velocity decay shows as much as 30 % discrepancy.

Článek se zabývá výzkumem radiálního proudu. Radiální proud hraje zásadní roli v zesíleném odsávacím systému také známým pod názvem Aabergův odsávací nástavec. Abychom mohli popsat proudové pole vytvářené radiálním proudem je nutno provést měření charakteristik radiálního proudu jako např. pokles osové rychlosti se vzdáleností, úhel rozšíření proudu a profil intenzity turbulence napříč proudem. Za tímto účelem bylo vybudováno experimentální zařízení, které umožňuje provést měření za různých geometrických (šířka a průměr obvodové přívodní štěrbiny) a počátečních (intenzita turbulence, rychlost vzduchu a teplota ve štěrbině). Zařízení se skládá z kruhového nástavce, který generuje radiální proud, a potrubí, jež je osazeno ventilátorovou jednotkou a tepelným výměníkem. Základní rozměry nástavce byly: průměr přívodní příruby 200 mm a šířka štěrbiny 4 mm; oba z rozměrů jsou nastavitelné. Průtok vzduchu zařízením lze měnit v rozmezí 50 m³/h až 1200 m³/h. Ke sběru a vyhodnocení dat z jednotlivých komponent zařízení a sond slouží počítačový měřicí systém. Pro základní rozměrovou variantu byla provedena měření a jejich výsledky porovnány s dostupnou literaturou. Radiální proud byl také zkoumán pomocí výpočtového modelování, jež je zamýšleným nástrojem pro další vývoj a optimalizaci zesíleného odsávacího systému. Porovnání výsledků simulací s naměřenými daty a známými vztahy ukázalo, že např. pokles osové rychlosti proudu vykazoval až 30% odchylky.

The article is focused on a radial jet investigation. The radial jet is one of the most important features of a reinforced exhaust system known as the Aaberg exhaust hood. In order to describe a radial jet flow pattern, measurements of radial jet characteristics, such as velocity decay, spreading rate and turbulence intensity profiles across the jet, are needed. An experimental setup has been built up. It allows to perform the measurements under various both geometrical (jet width and orifice diameter) and initial conditions (turbulence intensity, air speed, and temperature at the inlet). The setup consists of an air terminal that creates the radial jet, a ductwork with a fan unit and a heat exchanger. The basic dimensions of the air terminal are 200 mm in diameter and the width of terminal nozzle is 4 mm; both of them are adjustable. The flow rate can be varied from 50 m3/h to 1200 m3/h. Data acquisition system is based on a computer and it enables to store and evaluate data from all measuring devices and sensors in real time. For the basic arrangement, a set of measurements were undertaken and results of that were compared with available literature. The radial jet was also simulated numerically by means of a commercial CFD code with the aim at using this tool for further development and optimisation of radial jet reinforced exhaust system. Comparison of the results, both experimental and numerical, with available expressions and data for velocity decay shows as much as 30 % discrepancy.

Radiální proud, CFD, rychlostní profil, pokles rychlosti, úhel rozšíření

Radial Jet, CDF, Ventilation, Velocity Profile, Velocity Decay, Spreading Angle

2006

01.05.2006

American Industrial Hygiene Association

Chicago, USA

Proceedings of 8th International Conference VENT2006

7