Contribution to the study of return currents generated by a confined jet
Description
This work is essentially an experimental contribution to the study of the recirculation generated by a confined stream in a cylindrical pipe of circular section. The purpose of the tests was to examine in detail the mixing region for various ambient flows, the jet flow rate and the dimensions of the injection nozzle and chamber remaining fixed. This detailed examination included, on a water-operated device, the global measurement of the flows, a survey of the average velocity field in a diametral plane of the chamber and static pressures at the wall, as well as the visualization of instantaneous trajectories within the liquid. From this experimental program, it has been possible to deduce the evolution, along the pipe and as a function of the ambient flow, of the main characteristics of the jet and in particular the speeds on the axis, the static pressure and the ambient velocity, an effective length showing the expansion of the jet, a shape coefficient of the velocity curves and a coefficient of friction in the vicinity of the axis. The visualization revealed on the one hand strong local fluctuations and an overall movement of the recirculation zone, on the other hand an instantaneous swirling structure, similar to a 'von Karman street' of return currents. In order to specify these observations, the longitudinal fluctuations of speed for an average value of the ambient flow have been measured on an air device. These measurements have revealed very high levels of turbulence downstream of the recirculation core, greater than 50 pc even on the jet axis. Such values, unusual in classical fluid mechanics, pose the difficult and little-known double problem of the validity of mean and fluctuating measurements, and the interpretation of phenomena by means of these measurements and general equations
Abstract (French)
Notre travail constitue essentiellement une contribution experimentale a l'etude de la recirculation engendree par un jet confine dans une conduite cylindrique de section circulaire. Le but de nos essais etait d'examiner en detail la region du melange pour divers debits ambiants, le debit du jet et les dimensions de la buse d'injection et de la chambre restant fixes. Cet examen detaille a comporte, sur un dispositif fonctionnant a l'eau, la mesure globale des debits, une prospection du champ des vitesses moyennes dans un plan diametral de la chambre et des pressions statiques a la paroi, ainsi que la visualisation, avec photos et film, des trajectoires instantanees au sein du liquide. De ce programme experimental, nous avons pu deduire l'evolution, le long de la conduite et en fonction du debit ambiant, des caracteristiques principales du jet et notamment des vitesses sur l'axe, de la pression statique et de la vitesse ambiante, d'une longueur efficace montrant l'expansion du jet, d'un coefficient de forme des courbes de vitesses et d'un coefficient de frottement au voisinage de l'axe. La visualisation a fait apparaitre d'une part de fortes fluctuations locales et un mouvement d'ensemble de la zone de recirculation, d'autre part une structure tourbillonnaire instantanee, analogue a une 'rue de von Karman' des courants de retour. Afin de preciser ces observations nous avons mesure, sur une installation a l'air, les fluctuations longitudinales de vitesse pour une valeur moyenne du debit ambiant. Ces mesures ont fait apparaitre des niveaux de turbulence tres eleves en aval du coeur de recirculation, superieurs a 50 pc meme sur l'axe du jet. De telles valeurs, inhabituelles en Mecanique des Fluides classique, posent le double probleme difficile et peu connu de la validite des mesures moyennes et de fluctuation, et de l'interpretation des phenomenes a l'aide de ces mesures et des equations generales. Nous esperons que, dans cette voie nouvelle, des essais ulterieurs consistant par exemple a etudier les fluctuations transversales de vitesses et les frottements turbulents, viendront completer notre programme experimental et permettront ainsi de prolonger la theorie approchee des jets confines au dela du coeur du tourbillon de recirculationFiles
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Additional details
Additional titles
- Original title (French)
- Contribution a l'etude des courants de retour engendres par un jet confine
Identifiers
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 102 p.
- Report number
- FRNC-TH--10480
INIS
- Country of Publication
- France
- Country of Input or Organization
- France
- INIS RN
- 50064705
- Subject category
- S42: ENGINEERING; S71: CLASSICAL AND QUANTUM MECHANICS, GENERAL PHYSICS;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- AERODYNAMICS; CROSSFLOW SYSTEMS; CYLINDRICAL CONFIGURATION; EXPANSION; FLOW MODELS; FLOW VISUALIZATION; FLUCTUATIONS; FLUID FLOW; FRICTION; HYDRODYNAMICS; JETS; MEASURING INSTRUMENTS; MEASURING METHODS; MIXING; MIXTURES; PIPES; PRESSURE MEASUREMENT; TURBULENCE; VALIDATION; VELOCITY
- Descriptors DEC
- CONFIGURATION; DISPERSIONS; FLUID MECHANICS; MATHEMATICAL MODELS; MECHANICS; TESTING; TUBES; VARIATIONS
Optional Information
- Notes
- 41 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS-NKM website for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/Contacts/; Also available from Bibliotheques Universitaires Grenoble Alpes 1130 avenue Centrale 38400 Saint-Martin-d'Heres (France)