ตำแหน่งเชิงมุมของเจ็ตควบคุมตามแนวเส้นรอบวงที่เหมาะสมต่อการเหนี่ยวนำการผสมของเจ็ตในกระแสลมขวาง

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของตำแหน่งเชิงมุมของการฉีดเจ็ตควบคุมตามแนวเส้นรอบวงต่อการเหนี่ยวนำการผสม (Entrainment) ของเจ็ตในกระแสลมขวาง ในการนี้ เพื่อให้สามารถวัดค่าอัตราส่วนการเหนี่ยวนำการผสมเชิงปริมาตรได้โดยตรง จึงใช้เทคนิค Stereoscopic Particle Image Velocimetry (SPIV) ควบคู่กับการใส่อนุภาคติดตามการไหลในเจ็ตหลักเท่านั้นแต่ไม่ใส่ในกระแสลมขวาง การทดลองทำที่อัตราส่วนความเร็วประสิทธิผลของเจ็ตต่อกระแสลมขวาง (r) ที่ 4, 8 และ 12 โดยมีเลขเรย์โนลด์ของเจ็ต (Rej) เท่ากับ 12,400, 24,800 และ 37,200 ตามลำดับ ส่วนเลขเรย์โนลด์ของกระแสลมขวาง (Recf) ให้มีค่าคงที่ที่ 3,100 ความเร็วเริ่มต้นของเจ็ตหลักเป็นแบบการไหลในท่อแบบปั่นป่วนที่พัฒนาตัวเต็มที่ ในการฉีดเจ็ตควบคุมจะทำการฉีดเจ็ตควบคุมแบบคงตัวพุ่งเข้าหาเจ็ตหลักตามแนวรัศมี ที่ก่อนปากทางออกของเจ็ต โดยจะฉีดเป็นคู่ที่ตำแหน่งเชิงมุม (±Ө) ต่างๆตามแนวเส้นรอบวง เพื่อปรับเปลี่ยนการควบคุมการพัฒนาโครงสร้างการไหลของเจ็ตหลัก ณ บริเวณปากทางออกของเจ็ต ในการศึกษานี้ได้ทำการปรับเปลี่ยนตำแหน่งเชิงมุมของการฉีดคู่เจ็ตควบคุมจากมุม ±15o ถึง ±165o โดยเพิ่มมุมขึ้นทีละ 15o และ กรณีคู่สมมาตรอีก 1 คู่ คือที่ตำแหน่ง 0o และ 180o โดยคงค่าอัตราส่วนอัตราการไหลเชิงมวลของเจ็ตควบคุมต่อเจ็ตหลัก (rm) ที่ 4% จากผลการทดลองพบว่า ที่ทั้งสามอัตราส่วนความเร็วประสิทธิผลของเจ็ตในกระแสลมขวาง (r) คือ 4, 8 และ 12 การฉีดเจ็ตควบคุมทางด้าน windward (Ө<90o) จะส่งผลให้ E และ ɳ ของ cJICF ลดลงจากกรณี JICF หรืออีกนัยหนึ่ง การฉีดเจ็ตควบคุมจะไปยับยั้ง (suppress) การเหนี่ยวนำการผสมของ cJICF เมื่อเทียบกับ JICF ในทางตรงกันข้าม การฉีดเจ็ตควบคุมทางด้าน leeward (Ө>90o) จะส่งผลให้ E และ ɳ ของ cJICF เพิ่มขึ้นจากกรณี JICF หรืออีกนัยหนึ่ง การฉีดเจ็ตควบคุมจะไปส่งเสริม (promote) การเหนี่ยวนำการผสมของ cJICF เมื่อเทียบกับ JICF เมื่อเพิ่มตำแหน่งเชิงมุมของเจ็ตควบคุมจากทางด้าน windward ±15o ไปทางด้าน leeward ±165o อย่างต่อเนื่อง จะส่งผลให้ E และ ɳ มีค่าเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องตามการเพิ่มขึ้นของตำแหน่งเชิงมุมของเจ็ต นอกเหนือจากนั้นยังพบว่า การฉีดเจ็ตควบคุมจะมีประสิทธิผลที่ r ต่ำมากกว่าที่ r สูง