亂流衝突流動形成에 關한 實驗的 硏究 = An Experimental Study on the Formation of turbulent impinging flow
Turbulent jet flow has been studied in many ways; plane jet, wall jet, rectangular jet, annular jet, round jet, parallel jet, valve jet, cross jet, slit jet, and etc.
In this report, comparisons of two cross jet flows were tried with two same dimensional nozzles(dia. ø20). Two nozzles were set up to effectuate 45° and 90° jet flows. Each jet of two cross jets flows to the direction of 22.5° to the axis of downstream of the mixed turbulent flow in cross angle 45°, and to the direction of 45° in cross angle 90°.
Also the centerlines of two jets meet at the distance of 217mm and 90mm in cross angles 45°, 90°, but the mixing flows of two jets could be imagined to exist beyond those distances.
For the experimental investigations were effectuated at X=230mm, X=100mm in cross angle 45, 90°.
The I-type, X-type tungsten hot-wires(dia. 5μm, long 3mm) (model 0252 T5) were used for the measurement of the mean velocities and turbulent components, and the pressures were measured by an electric micro manometer with the precision of 1μm of water column.
The probe was moved to "Y" direction by an automatic probe traversing system(model SD-100C) with the precision of 1/100mm. The experimental results of this study could be summarized as follows;
(1) The mean velocity
In crossed angle 45°, 90°, the mean velocities and the widths of jet are shown in larger difference, but the behind mixing region, the characters of two jets shown all similarly a single nozzle jet.
In order to consider similarity of crossed jet, the mean velocities of this experiments agree with the formula of Gortler and H. Schlichting in ?? ≒0.4.
(2) Fluctution velocity
Fluctution velocity in crossed angle 90° appear also higher than in angle 45°. The values appear largely in difference of the inside or the outside at the central region, and the fluctuations of width are different about 40% before and behind mixing region. But in crossed angle 90° these appear higher 30% than in angle 45°.
(3) Intensity of tubulence
The intensities of turbulence were almost not showed the difference in values of the inside and the outside before and behind mixing region. The changes of width become much larger 100% in crossed angle 45° than in angle 90°. But when the distance go away to X-direction. those show higher 15% in angle 90° than in crossed angle 45°.
(4) Momentum
Momentums decreased all gradually to X-direction. But the decrease is slow in crossed angle 45° and suddenly in angle 90°, after full mixing region those coincide well in angle 45°, 90°.
(5) Reynolds shear stress
Reynolds shear stresses ( ?? ) show distribution profiles of uniform aspect in crossed angle 45° comparatively. In crossed angle 90° those ( ?? ) show enough difference in negative (-) values to X-direction.
Reynolds shear stresses (U'W') increase according to an increase of Reynolds Number in angle 45°, but decrease in angle 90°, and those show all positive (+) values.
After all, the obvious differences of Reynolds shear stress could be known to a consequence of mixing flow by dint of impinging angle in crossed angle 45°, 90°.
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