ผลของเจ็ตควบคุมตามแนวเส้นรอบวงต่อการเหนี่ยวนำการผสมของเจ็ตในกระแสลมขวาง

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาผลของเจ็ตควบคุมตามแนวเส้นรอบวงต่อการเหนี่ยวนำการผสมของเจ็ตในกระแสลมขวาง ที่มีค่าอัตราส่วนความเร็วประสิทธิผลเท่ากับ 3.9 และเรโนลส์นัมเบอร์ของกระแสลมขวางเท่ากับ 5,900 การทดลองจะใช้ Steroscopic Particle Image Velocimetry เป็นเครื่องมือวัดความเร็ว โดยทำการทดลองสามกรณีคือ กรณีไม่ควบคุม (JICF) และกรณีฉีดเจ็ตควบคุมที่ตำแหน่งเชิงมุม (กรณี I15) และ (กรณี I135) ที่อัตราส่วนเชิงมวลเจ็ตควบคุมตามแนวเส้นรอบวงต่อเจ็ตหลักคงที่เท่ากับ 2 % ผลของเจ็ตควบคุมต่อโครงสร้าง กรณี I15 พบว่าจะทำให้โครงสร้างของเจ็ตขยายตัวออกด้านข้างมากขึ้นและความสูงและขนาดของเจ็ตตามแนวดิ่งจะลดลง รวมถึงส่งเสริมความปั่นป่วน ในขณะที่ กรณี I135 พบว่าจะไม่ทำให้โครงสร้างของเจ็ตเปลี่ยนไปจากกรณี JICF มากนัก ผลของเจ็ตควบคุมต่อ Circulation กรณี I15 พบว่าจะทำให้เจ็ตมี Circulation มากขึ้น ในขณะที่ กรณี I135 จะไม่ทำให้เจ็ตมี Circulation เปลี่ยนไปจากกรณี JICF มากนัก ผลของเจ็ตควบคุมต่อเส้นทางเดิน กรณี I15 พบว่าจะทำให้เจ็ตมีเส้นทางเดินต่ำลง ในทางตรงกันข้าม กรณี I135 จะทำให้เจ็ตมีเส้นทางเดินสูงขึ้น ผลของเจ็ตควบคุมต่อการเหนี่ยวนำการผสม กรณี I15 พบว่าส่งผลให้เจ็ตมีการเหนี่ยวนำการผสมใกล้เคียงกับกรณี JICF ที่ตำแหน่ง = 0.5 และ 0.75 แต่เมื่อเจ็ตพัฒนาตัวไปที่ตำแหน่ง = 1 และ 1.5 พบว่าจะมีการเหนี่ยวนำการผสมเพิ่มขึ้นจากกรณี JICF ประมาณ 5 % ในขณะที่ กรณี I135 จะทำให้เจ็ตมีการเหนี่ยวนำการเพิ่มขึ้นตลอดช่วงตำแหน่ง = 0.5 ถึง 1.5 และมีการเหนี่ยวนำการผสมมากที่สุดที่ตำแหน่ง = 0.75 โดยเพิ่มขึ้นจากกรณี JICF ประมาณ 13 % ผลศึกษาชี้แนะว่า อัตราส่วนการเหนี่ยวนำการผสมเชิงปริมาตรมีความสัมพันธ์กับระยะเจาะทะลุของเจ็ต (penetration depth) ซึ่งนิยามจาก Center of mass ของ Vorticity และ Circulation