Μετρήσεις με την Τεχνική Laser Induced Fluorescence (LIF) σε Κυκλικές και Ελλειπτικές Τυρβώδεις Φλέβες

Ριζεάκος, Χρήστος; Rizeakos, Christos

dc.contributor.author	Ριζεάκος, Χρήστος	el
dc.contributor.author	Rizeakos, Christos	en
dc.date.accessioned	2024-05-21T10:59:39Z
dc.date.available	2024-05-21T10:59:39Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59430
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.27126
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Πειράματα	el
dc.subject	Laser Induced Fluorescence (LIF)	el
dc.subject	Συγκέντρωση	el
dc.subject	Ένταση Τύρβης	el
dc.subject	Αραίωση	el
dc.subject	Τυρβώδεις Φλέβες	el
dc.subject	Experiments	en
dc.subject	Laser Induced Fluorescence (LIF)	en
dc.subject	Concentration	en
dc.subject	Turbulence Intensity	en
dc.subject	Dilution	en
dc.subject	Turbulent Jets	en
dc.title	Μετρήσεις με την Τεχνική Laser Induced Fluorescence (LIF) σε Κυκλικές και Ελλειπτικές Τυρβώδεις Φλέβες	el
dc.title	Measurements with Laser Induced Fluorescence (LIF) Technique in Round and Elliptic Turbulent Jets	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Πειραματική Υδραυλική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-11-02
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία διερευνώνται πειραματικά ροές κατακόρυφων κυκλικών και ελλειπτικών τυρβωδών φλεβών σε ακίνητο αποδέκτη με ομοιόμορφη πυκνότητα. Επίσης πραγματοποιείται θεωρητική ανάλυση που περιλαμβάνει την παρουσίαση των κυριότερων θεωρητικών στοιχείων που αφορούν στην δυναμική των απλών φλεβών (jets), καθώς επίσης και την διατύπωση σχέσεων εκτίμησης χαρακτηριστικών της ροής των φλεβών με χρήση διαστατικής ανάλυσης. Πραγματοποιήθηκαν συνολικά 37 πειράματα απλών τυρβωδών υδάτινων φλεβών που περιλαμβάνουν οπτική καταγραφή της ροής και μετρήσεις συγκέντρωσης. Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν σε πειραματική διάταξη του Εργαστηρίου Εφαρμοσμένης Υδραυλικής της Σχολής Πολιτικών Μηχανικών ΕΜΠ, που περιλαμβάνει δεξαμενή διαστάσεων 1.00m x 0.80m x 0.70m. Συγκεκριμένα έγιναν 9 πειράματα για κυκλικές τυρβώδεις φλέβες και 28 για ελλειπτικές τυρβώδεις φλέβες. Για την παροχέτευση των φλεβών χρησιμοποιήθηκαν 2 κυκλικά στόμια διαμέτρων 1.5 cm και 0.5 cm και 2 ελλειπτικά στόμια με υδραυλικές διαμέτρους Dh=1.265 cm και 0.767 cm. Η παροχή κυμάνθηκε από 3.73 cm3/s έως 38.17 cm3/s και ο αριθμός Reynolds από 310 έως 8292. Η δεξαμενή των πειραμάτων ήταν γεμάτη με νερό το οποίο ήταν ήρεμο και ομογενές με ίδια πυκνότητα και θερμοκρασία όπως αυτό της φλέβας. Οι φλέβες παροχετεύονταν κατακόρυφα προς τα πάνω μέσω των ειδικά διαμορφωμένων στομίων. Για την οπτικοποίηση της ροής (flow visualization) εφαρμόστηκε η τεχνική Laser Induced Fluorescence (LIF) και τα πειράματα βιντεοσκοπήθηκαν με βιντεοκάμερα υψηλής ευκρίνειας. Ως φθορίζουσα ουσία χρησιμοποιήθηκε η Ροδαμίνη 6G, μικρή ποσότητα της οποίας εισαγόταν στη φλέβα. Από την επεξεργασία των βίντεο των πειραμάτων, μέσω του λογισμικού MatLab, και μετά από κατάλληλη βαθμονόμηση προέκυψαν η μέση εικόνα και η τυπική απόκλιση της ροής. Ύστερα από την εξαγωγή και την επεξεργασία τους σε υπολογιστικά φύλλα excel προέκυψαν σε αδιάστατη μορφή οι εγκάρσιες κατανομές της μέσης (χρονικά) συγκέντρωσης και της έντασης των τυρβωδών διακυμάνσεων της συγκέντρωσης σε διάφορες κατακόρυφες αποστάσεις από την εκροή. Με γνώμονα το γεγονός πως οι κατανομές της μέσης συγκέντρωσης ακολουθούν την κατανομή Gauss προσδιορίστηκε το πλάτος της κατανομής. Στην συνέχεια διαμορφώθηκαν τα διαγράμματα μεταβολής του πλάτους της φλέβας, της ελάχιστης αραίωσης καθώς και της μέγιστης συγκέντρωσης κατά μήκος του άξονα της φλέβας. Τέλος προσδιορίστηκαν οι εξισώσεις εκτίμησης των διάφορων χαρακτηριστικών, συγκρίθηκαν με την βιβλιογραφία και προέκυψε πολύ καλή συμφωνία.	el
heal.abstract	In this thesis, vertical round and elliptical turbulent vertical jets in a calm and homogenous ambient are experimentally investigated. A theoretical analysis including the presentation of the main theoretical elements concerning the dynamics of jets, as well as the formulation of relationships for estimating the flow characteristics of the jets using dimensional analysis, is also presented. A total of 37 experiments were carried out for the flow of turbulent water jets including flow visualization and concentration measurements. The experiments were conducted in an experimental apparatus of the Laboratory of Applied Hydraulics of the School of Civil Engineering of NTUA, which includes a tank of dimensions 1.00 m x 0.80 m x 0.70 m. Specifically, 9 experiments were performed on circular turbulent jets and 28 on elliptical turbulent jets. To discharge the jet, two circular nozzles with diameters 1.5 cm and 0.5 cm and two elliptical nozzles with hydraulic diameters Dh=1.265 cm and 0.757 cm were used. The flow rate was ranged from 3.73 cm3/s to 38.17 cm3/s, while the Reynolds number was ranged between 310 and 8292. The water in the tank was calm and homogeneous with the same density and temperature as that of the jets. The jets were discharged into the tank vertically upwards through the specially designed orifices and their flow was visualized using the Laser Induced Fluorescence (LIF) technique while the experiments were recorded by means of a high definition camcorder. Rhodamine 6G was used as fluorescent dye. From the processing of the experimental videos, using MatLab software, and after appropriate calibration, the mean and standard deviation of the flow were determined. After their extraction and processing in excel spreadsheets, the transverse distributions of the mean (time-averaged) concentration and the concentration turbulent intensity at various vertical distances from the outflow were obtained in dimensionless form. Based on the fact that the distributions of the mean concentration follow the Gaussian distribution, the width of the distribution was determined. Then the plots of variation of the width of the jet, the minimum dilution as well as the maximum concentration along the axis of the jet were formed. Finally, the equations for determining the aforementioned characteristics were determined and comparison with results from the literature showed a very good agreement.	en
heal.advisorName	Παπακωνσταντής, Ηλίας	el
heal.committeeMemberName	Νουτσόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Ευστρατιάδης, Ανδρέας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	148 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false