Flow structures in a swirl flow - vortex breakdown condition
dc.contributor.author | Novotný, Pavel | |
dc.contributor.author | Weigand, Bernhard | |
dc.contributor.author | Maršík, František | |
dc.contributor.author | Biegger, Christoph | |
dc.contributor.author | Tomáš, Martin | |
dc.date.accessioned | 2019-06-03T10:00:14Z | |
dc.date.available | 2019-06-03T10:00:14Z | |
dc.date.issued | 2018 | |
dc.description.abstract | Příspěvek se zaměřuje na experimentální a numerickou analýzu vírového toku v trubici. Vírový tok je možné sledovat v technických aplikacích i v přírodě zejména tam, kde je zapotřebí efektivní přenos tepla a dobré promíchávání tekutiny. Proudová pole a struktury vírů a jejich redistribuce zde hrají klíčovou roli. Vírový tok je v tomto případě studován experimentálně využitím metody PIV a numericky využitím komerčního CFD balíku ANSYS CFX. Studovány jsou tři případy režimů proudění: laminární režim (Re = 1000), přechodový režim (Re = 2000) a turbulentní režim (Re = 5000). Redistribuce rychlosti a pokles vírovosti směrem k výstupu z trubice jsou charakteristickými v tomto typu proudění. Tyto jevy značné ovlivňují Reynoldsovo číslo. Z tohoto plyne, že využitím Rossbyho čísla, byl také studován rozpad víru. Je ukázáno, že rozpad víru je prokazatelnější u toků s vyšším Reynoldsovo číslem, kde lze také pozorovat osový zpětný tok. Charakter Reynoldsových čísel Re_phi a Re_z rovněž potvrzují toto tvrzení. Dále je v příspěvky představena analýza rozpadu víru z hlediska termodynamické podmínky stability. | cs |
dc.description.abstract-translated | This paper presents an experimental and numerical analysis of swirl flow in a circular tube. Swirl flow is important for technical and natural processes, where high heat transfer and good fluid mixing are needed. Flow and vortex structures respecting redistribution of momentum and possible occurrence of vortex breakdown are taken into account. The swirl flow is analysed experimentally by the measurement of the velocity field using Particle Image Velocimetry (PIV) and numerically via the commercial CFD code ANSYS CFX. Three cases are investigated: laminar flow regime (Re = 1,000), intermediate flow regime (Re = 2,000), and turbulent flow regime (Re = 5,000). The redistribution of the velocity field and the decrease of the swirl strength towards the outlet are shown. This redistribution affects the Reynolds number. Concerning the Rossby number, the occurrence of vortex breakdown in the swirl flow is determined. It is shown that the vortex breakdown takes place in the flow with higher Reynolds numbers, where an axial backflow may occur. Changes of the Reynolds numbers Re_phi and Re_z along the tube length also confirm this statement. Furthermore, a thermodynamic perspective of vortex breakdown phenomena is presented. | en |
dc.format | 9 s. | cs |
dc.format.mimetype | application/pdf | |
dc.identifier.citation | NOVOTNÝ, P., WEIGAND, B., MARŠÍK, F., BIEGGER, C.h., TOMÁŠ, M. Flow structures in a swirl flow - vortex breakdown condition. In Journal of Physics: Conference Series. Bristol, UK: IOP Publishing Ltd., 2018. ISSN 1742-6588. | en |
dc.identifier.doi | 10.1088/1742-6596/1045/1/012031 | |
dc.identifier.issn | 1742-6588 | |
dc.identifier.obd | 43925224 | |
dc.identifier.uri | 2-s2.0-85051318857 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11025/34730 | |
dc.language.iso | en | en |
dc.project.ID | LO1402/CENTEM+ | cs |
dc.publisher | IOP Publishing | en |
dc.relation.ispartofseries | Journal of Physics: Conference Series | en |
dc.rights | © IOP Publishing | en |
dc.rights.access | openAccess | en |
dc.subject | Vírový tok | cs |
dc.subject | Rozpad víru | cs |
dc.subject | Rossbyho číslo | cs |
dc.subject | Termodynamika | cs |
dc.subject.translated | Swirl flow | en |
dc.subject.translated | Vortex breakdown | en |
dc.subject.translated | Rossby number | en |
dc.subject.translated | Thermodynamics | en |
dc.title | Flow structures in a swirl flow - vortex breakdown condition | en |
dc.title.alternative | Struktury proudění při vírovém toku – podmínka rozpadu víru | cs |
dc.type | konferenční příspěvek | cs |
dc.type | conferenceObject | en |
dc.type.status | Peer-reviewed | en |
dc.type.version | publishedVersion | en |