بررسی تجربی کاهش اتلاف هد به وسیله ی حباب های هوا در جریان تیلور-کوئت آشفته

در این تحقیق، اثر تزریق حباب‌های کوچک روی اتلاف هد جریان محصور در فضای حلقوی بین دو استوانه هم‌محور (سیستم تیلور-کوئت) بطور تجربی بررسی شد. به منظور تعیین اتلاف هد، اختلاف فشار جریان بین دو نقطه‌ی معین در راستای محور استوانه‌ها اندازه‌گیری گردید. طبق تغییرات عدد رینولدز دورانی و محوری، جریان تیلور-کوئت ایجاد شده کاملا آشفته بود و گردابه های تیلور در فضای حلقوی ظاهر شدند. آب به عنوان سیال عامل و هوا با شرایط اتاق برای تولید حباب‌ها استفاده شدند که از قسمت تحتانی سیستم به داخل فضای حلقوی تزریق شدند. به منظور تعیین قطر و آرایش حباب‌ها در جریان تکنیک مجسم سازی جریان استفاده شد. نتایج اولیه نشان دادند که حباب‌های هوا می‌توانند در بهترین حالت اتلاف هد را تا 60% کاهش دهند. با افزایش عدد رینولدز دورانی اتلاف هد افزایش یافت؛ پدیده ای که با تجمع حباب‌های کوچک در هسته‌ی گردابه‌های تیلور و افزایش انتقال مومنتم توجیه شد. گرچه در اعداد رینولدز دورانی کوچک، کاهش چگالی جریان توسط حباب‌ها پارامتر اصلی در کاهش اتلاف هد مطرح شده است. در این رژیم مشاهده شد که افزایش عدد رینولدز محوری افت اتلاف هد را افزایش می‌دهد که نشان از میرا شدن گردابه‌ها توسط جریان محوری است.