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Velocity and temperature profiles in compressible turbulent wall jets

Authors

  • John Vlachopoulos

    Corresponding author
    1. Washington University, St. Louis, Missouri, U.S.A.
    • Dept. of Chem. Engineering, McMaster University, Hamilton, Ontario
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Abstract

The results of an experimental study on compressible turbulent wall jets resulting from a normally impinging round jet are presented. A finite difference technique was used for the calculation of velocity and temperature profiles. The eddy transfer coefficients used were functions of the distance from the plate throughout the flow field of the wall jet. The nozzle exit Mach number ranged up to 0.85. The nozzle exit temperature to the ambient temperature ratio ranged up to 2.92. The applicability of the calculational method has been thoroughly checked for a region of flow extending up to 12 nozzle diameters from the axis of symmetry. Using the empirical eddy transfer coefficients presented in this paper only starting profiles are needed to generate the solution for any point in the wall jet flow field which is described by a system of parabolic (boundary layer) equations.

Abstract

On présente les résultats d'une étude expérimentale sur des jets turbulents et compressibles sur la paroi; ceux-ci résultent d'un jet rond qui entre normalement en collision. On a employé une méthode de différence finie pour calculer les profils de vélocité et de température. Les coefficients de transfert du tourbillon qu'on a utilisés étaient fonctions de la distance à partir du plateau d'un bout à l'autre du champ d'écoulement du jet sur la paroi. Les nombres de Mach à la sortie de l'ajutage s'étendaient jusqu'à 0.85, tandis que le rapport entre la température à la sortie de l'ajutage et la température ambiante variait jusqu'à 2.92. On a vérifié complètement la possibilité d'appliquer la méthode de calcul pour une surface d'écoulement qui s'éendrait jusqu'à 12 diamètres d'ajutage à partir de l'axe de symétrie,. En employant les coefficients obtenus empiriquement pour le transfert du tourbillon qu'on indique dans le présent travail, il ne faut que les profils de départ pour trouver la solution pour un point quelconque du champ d'écoulement du jet sur la paroi qui est décrit par un système d'équations paraboliques (pour couches-limites).

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