Particle slip velocities in air jets under atmospheric pressure and soft vacuum conditions

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Abstract

Laser Doppler anemometry (LDA) is used for the measurement of gas and particle velocities in an air jet under atmospheric pressure and soft vacuum conditions. The slip velocity between the particles and the carrier gas at the exit of a particle injection probe is shown to depend on the geometry of the probe tip. With a standard probe tip, the particle velocity lagged behind the gas velocity at the exit of the probe. The addition of a section with a sudden expansion at the downstream end of the probe, results in the rapid drop of the gas velocity at the exit of the probe without a corresponding drop of the particle velocity. The results show that the proposed probe tip configuration can be effectively used to achieve a positive particle slip condition at the exit of the probe, with the particle velocity equal to or higher than that of the carrier gas.

Abstract

On utilise l'anérnométrie laser doppler pour la mesure des vitesses du gaz et des particules dans un jet d'air dans des conditions de pression atmosphérique et de léger vide. On montre que la vitesse de glissement entre les particules et le gaz porteur à la sortie d'une sonde d'injection de particules dépend de la géométrie de I'extrémité de la sonde. Avec une extrémité standard, la vitesse des particules est moins grande par rapport à la vitesse du gaz la sortie de la sonde. L'ajout d'une section avec une soudaine expansion a I'extrémité aval de la sonde entraine une baisse rapide de la vitesse du gaz à la sortie de la sonde sans baisse correspondante de la vitesse des particules. Les résultats montrent que la configuration de l'extréemité proposée pour la sonde peut être utilisée efficacement pour obtenir un glissement positif des particules à la sortie de la sonde, la vitesse des particules étant égale ou supérieure à celle du gaz porteur.

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