Virvelavløsning fra butte objekter i en kanalstrømning

Abstract

I denne hovedoppgaven har slippstrømninger generert av sirkulære sylindre og to typer elliptiske varmeveksler - rør blitt undersøkt. Målet med arbeidet har vært å beskrive virvelavløsningsfenomener på elliptiske varmeveksler - rør i håp om å kunne belyse innvirkningene dette fenomenet har i forbindelse med støy-, og vibrasjonsproblematikk i en varmeveksler utviklet ved NTNU i samarbeid med Norsk Hydro. Studiet har blitt gjort gjennom eksperimenter i vindtunnel ved Strømningsteknisk laboratorium ved Institutt for energi-, og prosessteknikk under veiledning av Professor Lars Roar Sætran. Forsøkene som har blitt gjennomført innbefatter målinger av turbulente hastighetsfelt og virvelavløsningsfrekvenser med hetetrådsanemometer. Måling av gjennomsnittshastigheter med pitotrør har også blitt gjennomført. Resultater fra målingene har vist at Strouhal - tallet for den ene typen elliptiske varmeveksler -rør har en verdi på 0.2 for Reynolds - tall i området $3.8 cdot 10^3$ til $2.38 cdot 10^4$, hvor den karakteristiske lengden i Strouhal - tallet og Reynolds - tallet er definert som to ganger den lille halvaksen til det elliptiske røret. Ingen periodiske virvelavløsninger ble detektert for den andre typen varmeveksler - rør. Det ble konkludert med at virvelavløsningene fra den ene typen elliptiske varmeveksler - rør genererer dynamiske krefter som har samme frekvens som de observerte vibrasjonene fra varmeveksleren der rør av denne typen er installert. Dette tilsier at virvelinduserte krefter er involvert i dannelsen av vibrasjoner og støy i varmeveksleren.