كاهش درگ اصطكاكي به‌وسيله حباب‌هاي هوا در يك سيستم تيلور-كويت عمودي و در جريان آشفته

Experimental drag reduction by bubbles in a Couette-Taylor system and in turbulent Taylor vortex flow

اثر حباب ها روي كاهش درگ اصطكاكي در يك سيستم تيلور-كويت عمودي به طور تجربي مورد بررسي قرار گرفته است. حباب هاي هوا از قسمت پاييني سيستم به داخل جريان آب تزريق شده اند. جريان بين استوانه ها كاملا آشفته است و گردابه هاي تيلور در فضاي حلقوي ايجاد شده اند. در اين آزمايش ها بازه تغييرات عدد رينولدز دوراني 103×70???Re103×5 است. تاثير تزريق حباب ها روي كاهش درگ اصطكاكي با اندازه گيري گشتاور اعمال شده روي استوانه داخلي بررسي شده است. نتايج نشان مي دهند كه افزايش عدد رينولدز دوراني تا يك مقدار مشخص منجر به افزايش تاثير حباب ها روي كاهش درگ اصطكاكي مي شود و براي رينولدزهاي بزرگ، اين تاثير عكس مي گردد. بيشترين كاهش درگ حبابي ثبت شده در اين آزمايش ها حدود 5% است.

The effect of bubbles on frictional drag reduction has been studied experimentally using a vertical Taylor-Couette system. Air bubbles are injected into water flow at the bottom of the system. The flow between cylinders is a fully turbulent flow and Taylor vortices are formed in annulus gap. In these experiments, the variations range of rotational Reynolds number is 5000?Rew?7000. The variations of drag reduction in the presence of bubbles have been investigated by measuring the exerted torque on the inner cylinder. The results show that increasing rotational Reynolds number up to a certain amount leads to enhancement of bubbles effects on drag reduction while the effects are inversed for higher rotational Reynolds number. In this work, the acquired maximum drag reduction is about 5%.