Studie eines kreisförmigen Wirbelstrahls

In der vorliegenden Untersuchung werden die mittleren Strömungsparameter eines kreisförmigen Drallstrahls mit einem Durchmesser von 50 mm und eines Rohrdrallstrahls mit einem keilförmigen 3-Loch-Gangmesser gemessen. In diesem Experiment werden drei Düsen und drei Rohre verwendet, und zwar für Freistrahl, für 30-Grad-Drallstrahl, für 45-Grad-Drallstrahl, für Rohrstrahl, für Rohrstrahl mit 30-Grad-Drall und für Rohrstrahl mit 45-Grad-Drall. Alle Düsen haben das gleiche Profil und den gleichen Austrittsdurchmesser, ebenso haben alle Rohre das gleiche Profil und den gleichen Austrittsdurchmesser und werden im 3-D-Druckverfahren aus PLA-Material hergestellt. Das Experiment wird mit einer Reynolds-Zahl von 0,75e5 bzw. 1,125e5 auf der Grundlage des Düsenaustrittsdurchmessers und der Mittellinien-Austrittsgeschwindigkeit durchgeführt. Bei der Messung werden die mittlere axiale Geschwindigkeit und die Richtung der mittleren Geschwindigkeit untersucht. Aufgrund des Vorhandenseins von Drall wird das sattelförmige Verhalten des Freistrahls an seinem Austritt nicht gefunden. Der Drall erzeugt eine Zentrifugalkraft auf das Hauptströmungsfeld, die dazu führt, dass sich die Strömung nach außen ausbreitet und der Strahl viel früher abfällt und diffundiert als der Freistrahl. Die peripheren Geschwindigkeiten lenken die Strömung nach außen ab.