بررسي تاثير عدد رينولدز بر ضرايب بي‌بعد حسگر انحراف‌سنج سه‌سوراخه با روش‌هاي تجربي و تحليلي SPM

Investigation of Reynolds Number Effect on Dimensionless Coefficients of Three-Hole Yawmeter Probe Using Experimental and SPM Analytical Methods

موضوع مهم در بهره‌برداري از حسگر انحراف‌سنج، استفاده از ضرايب بي‌بعد مناسب و غيرحساس به شرايط مختلف كاري است. اين ضرايب بي‌بعد، زاويه انحراف جريان، فشار كل و فشار استاتيك را به‌دست مي‌آورند. در مطالعه حاضر، اين ضرايب با روش تحليلي SPM و آزمايش تجربي مورد بررسي و تحليل قرار مي‌گيرند. مقايسه نتايج تجربي و تحليلي نشان مي‌دهد كه روش تحليلي SPM ضريب انحراف جريان در محدوده زاويه بهره‌برداري حسگر سه‌سوراخه را به‌صورت دقيق پيش‌بيني مي‌كند. همچنين اين روش ضريب فشار كل را در محدوده زوايه انحراف 10± درجه به‌صورت دقيق محاسبه مي‌كند. نتايج تجربي نشان مي‌دهد كه به‌دليل فرض عدم افزايش سرعت روي حسگر در روش تحليلي، فشار استاتيك جريان به‌صورت دقيق محاسبه نمي‌شود. طبق مشاهدات آزمايشگاهي، افزايش سرعت و كاهش فشار در نواحي اطراف حسگر وجود دارد و اين مساله ناشي از وجود ناحيه مكش در پايين‌دست حسگر است. برخلاف نتايج روش تحليلي، در روش تجربي در زاويه صفر درجه، فشار استاتيكي جريان با متوسط فشار نقاط چپ و راست حسگر برابر است. به‌دليل حساسيت ضرايب بي‌بعد فشار استاتيك جريان به تغيير عدد رينولدز، مقادير مختلفي براي اين ضريب در منابع مختلف گزارش شده است. اين ضرايب با تغيير عدد رينولدز تغيير مي‌كنند و دقت آنها كاهش مي‌يابد. در مطالعه حاضر، يك ضريب بي‌بعد مناسب جديد معرفي مي‌شود كه نسبت به عدد رينولدز داراي كمترين ميزان حساسيت است.

Using proper dimensionless coefficients that are insensitive to various operating conditions is a crucial issue during the utilization of a yawmeter probe. These dimensionless coefficients produce the deviation angle of flow, stagnation and static pressures. In the current study, these coefficients are analyzed using SPM analytical and experimental methods. A comparison of experimental and analytical results shows that SPM analytical method predicts the flow deviation coefficients satisfactorily at the operational angle range of three-hole probe. This method also calculates the stagnation pressure coefficient precisely at the deviation angle range of ±10 degrees. The experimental results show that due to the assumption of constant speed on the probe, the analytical method cannot calculate the static pressure accurately. Experimental observations also demonstrate that velocity is increased and pressure is decreased over the probe. This is due to the suction region at the downstream of probe. Unlike analytical results, experimental observations depict that at zero degrees, the flow static pressure is equal to the average of pressure at the left and the right side of probe. Due to sensitivity of dimensionless coefficients of flow static pressure to variation of Reynolds number, various values are reported at different kinds of literature for these coefficients. These coefficients change with Reynolds number variations and their accuracies are decreased. In the current study, a new proper dimensionless coefficient is introduced which represents minimum sensitivity to Reynolds number.