Turbulent flows in annular ducts

Abstract

Skin friction factors, mean and secondary flow velocities together with normal and Reynolds stresses were measured in an eccentric annular duct (eccentricity of unity) with a Newtonian fluid at Reynolds numbers of 9000 and 26600 which ensured turbulent and fully developed turbulent flows. The three components of mean and rms velocities were recorded by the use of laser Doppler velocimeter with a refractive index marching technique. Static pressure distribution was smaller (up to 15%) than asmooth pipe and near wall velocities deviated from the law of the wall up te 5 %. The location of maximum velocity and zero shear stress occurred at the same locations within the measurement accuracy. The secondary flow velocities of less than 2% of the bulk velocity showed two eel/s of circulation at each side of the symmetry.

Sürtünme katsayıları, ortalama ve ikincil akış hızları, normal ve Reynolds gerilmeleri eksantrik bir kanalda turbulanslı ve tam gelişmiş türbulanslı (Re = 9000 ve 26600) akış durumunda ölçülmüştür. Üç yöndeki hız bileşenleri ve türbulans yoğunlukları laser Doppler hızölçer ile "Refractive index matching" yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Statik basınç dağılımı pürüzsüz bir boru akışından % 15 daha az, duvara yakın yerdeki hızlar ise logaritmik hız profilinden % 5 nispetinde bir sapma göstermiştir. Maksimum hız ve sıfır kesme gerilmeleri, ölçüm hataları içinde, yaklaşık aynı yerlerde oluşmuştur. Aksi yöndeki hızın % 2'si kadar olan ikincil akış/ar, simetri ekseninin her iki yanında iki ayrı sirkülasyon oluşturacak şekilde gözlenmiştir.