بررسی فیزیک پایه جت‌های مایع دو بعدی تزریق شده به درون جریان هوای ساکن

فیزیک جریان جت‌های مایع دو بعدی تزریق شده به درون جریان هوای ساکن به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. از سه انژکتور با ضخامت 35 / 0 میلیمتر و با ضرایب منظری 30 ، 60 و 90 برای ایجاد جریان مایع دو بعدی بهره گرفته شده است. آزمایش‌ها در بازه گسترده‌ای از دبی حجمی، بین 10 تا 120 لیتر بر ثانیه انجام شده و تصویربرداری سرعت بالا برای آشکارسازی و ثبت ساختار لحظه‌ای جریان مایع دو بعدی استفاده شده است. به کمک تصاویر آشکارسازی، رفتار جریان جت دو بعدی در رژیم‌های مختلف شناسایی و برای اولین بار در چهار گروه دسته‌بندی شده است. این چهار گروه شامل رژیم قطر هچکان، رژیم ستونی، رژیم مثلثی و رژیم حفره‌ای می‌شود. همچنین پارامترهای مختلف صفحه جت مایع دو بعدی همچون زاویه همگرایی جت، طول همگرایی جت، سرعت عقب‌نشینی صفحه مایع و طول شکست جت اندازه‌گیری شده است. نتایج به دست آمده نشان داد که طول همگرایی جت با افزایش ضریب منظری جت افزایش پیدا می‌کند. همچنین دیده شد که زاویه همگرایی و سرعت عقب‌نشینی جت مستقل از ضریب منظری جت است و برای همه انژکتورها رفتار یکسانی دارد. براساس نتایج تجربی به دست آمده، روابط تجربی برای پارامترهای مختلف جریان ارائه شده است.

Study on the Base Flow of Two-Dimensional Liquid Jets Injected Into Quiescent Air

The flow dynamics of twodimensional liquid jets issued into still air were experimentally studied. Three injectors with a thickness of 0.35 mm and aspect ratios of 30, 60 and 90 were used. The experiments were performed for volume flow rates ranging from 10 to 120 liter per hour. High speed photography was employed for capturing physics of the jet flows. The flow development of twodimensional liquid jets was categorized into four groups including 1) dripping regime, 2) column regime, 3) triangular regime, and 4) perforation regime. Also, different parameters of liquid sheet such as convergence angle, convergence length, and retraction velocity were also measured. The obtained results showed that the convergence length of the jets increases with aspect ratio. Furthermore, it was revealed that the convergence angle and retraction velocity were independent of the aspect ratio. Based on the experimental data, several empirical relations were developed for description of different flow parameters.