ผลกระทบของเทปต่อการกระจายตัวของอุณหภูมิของเจ็ทร้อนที่หมุนควงในกระแสลมขวาง

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาผลกระทบของแทปที่มีต่อโครงสร้างการไหลโดยเฉลี่ยของเจ็ทร้อนที่ไม่หมุนควง และเจ็ทร้อนที่หมุนควงในกระแสลมขวาง โดยเจ็ทร้อนที่หมุนควงนั้นสร้างขึ้นมาจากการเปาอากาศร้อนผ่านชุด ท่อหมุนซึ่งภายในบรรจุ Honeycomb ทำให้เจ็ทมีความเร็วตามแนวสัมผัสที่ขอบปากเจ็ทและผลรวมของค่า Circulation รอบปากเจ็ทไม่เป็นศูนย์ ในการทดลองได้ทำการวัดการกระจายตัวของอุณหภูมิโดยเฉลี่ยบน ระนาบหน้าตัดที่ตั้งฉากกับทิศทางการไหลของกระแสลมขวาง ทั้งนี้ได้ทำการทดลองที่ค่าอัตราส่วนความเร็วประสิทธิผล (r) คงที่ประมาณ 4.0 โดยมีค่าอัตราส่วนเสวิร์ล (Sr) เท่ากับ 0 ในกรณีเจ็ทไม่หมุนควง และเท่ากับ 0.52 ในกรณีเจ็ทหมุนควง ที่เรโนลด์นัมเบอร์ของเจ็ทประมาณ 14,000 และของกระแสลมขวางประมาณ 4,000 โดย ได้ใช้แทปรูปสามเหลี่ยมซึ่งมีขนาดพื้นที่ประมาณ 3.0% ของพื้นที่ปากเจ็ท วางอยู่กับที่บนขอบปากเจ็ทและเลื่อน ไปโดยรอบ 8 ตำแหน่ง สำหรับผลการทดลองในกรณีเจ็ทไม่หมุนควงในกระแสลมขวาง พบว่าโครงสร้างการไหลจะมีความไว (Sensitivity) มากที่สุดเมื่อติดแทปบริเวณตำแหน่ง Lateral ไปจนถึงตำแหน่ง Windward โดยเจ็ทจะเกิดการ เปลี่ยนแปลงจากโครงสร้างรูปไตซึ่งมิลักษณะโครงสร้างการไหลแบบ Counter-Rotating Vortex Pair (CVP) ในกรณีไม่ติดแทป ไปเป็นโครงสร้างรูปจุลภาคและยังคงรูปร่างเช่นนี้อยู่จนถึงตำแหน่งหน้าตัดสุดท้ายที่ทำการวัด สำหรับผลการทดลองในกรณีเจ็ทหมุนควงในกระแสลมขวาง พบว่ามีผลที่คล้ายกับกรณีเจ็ทไม่หมุนควง แต่อย่างไรก็ตามยังคงมีความแตกต่างอยู่บ้าง กล่าวคือโครงสร้างการไหลของกรณีเจ็ทหมุนควงจะมีความไว ต่อตำแหน่งของแทปในช่วงบริเวณที่กว้างกว่ากรณีเจ็ทไม่หมุนควง โดยบริเวณนี้คือจากตำแหน่ง Pressure- Leeward ไปจนถึงตำแหน่ง Suction เมื่อเลื่อนตำแหน่งแทปตามทิศทางการหมุนของเสวิร์ล อย่างไรก็ตาม บริเวณที่มีความไวต่อโครงสร้างการไหลมากที่สุด ก็คือบริเวณตรงกลางระหว่างตำแหน่ง Pressure ไปจนถึง ตำแหน่ง Windward โดยโครงสร้างการไหลจะเปลี่ยนแปลงไปตามตำแหน่งที่ติดแทปในบริเวณนี้ อีกทั้งโครง สร้างการไหลดังกล่าวยังมีรูปร่างเปลี่ยนแปลงไปจากกรณีไม่ติดแทปอย่างมาก และยังคงอยู่จนถึงตำแหน่งหน้า ตัดสุดท้ายที่ทำการวัดอีกเช่นเดียวกัน จากผลการทดลองนี้บ่งชี้ว่า กลไกซึ่งเกี่ยวเนื่องกับการเกิดโครงสร้างการไหลทั้งในกรณีเจ็ทที่ไม่หมุนควงและกรณีเจ็ทที่หมุนควงในกระแสลมขวางนั้น น่าจะเกี่ยวเนื่องอย่างใกล้ชิดกับบริเวณดังกล่าวข้างต้น อีกทั้ง ยังได้ชี้แนะว่ากลไกการเกิดโครงสร้างการไหลน่าจะเกี่ยวเนื่องอย่างใกล้ชิดกับการพัฒนา Skewed Shear Layer ซึ่งอยู่ตามแนวทิศทางการไหลของกระแสลมขวาง ใกล้ลำของเจ็ทที่ปากทางออกอีกด้วย