Estudo numérico do processo de mistura de jactos coaxiais confinados - Neves, Fernando Manuel da Silva Pereira das (2015)
A mistura turbulenta de jactos coaxiais confinados é um complexo processo dinâmico com muitas aplicações práticas, como em ejectores, bombas a jacto, queimadores industriais, câmaras de combustão de motores a jacto, foguetes nucleares gasosos, câmaras de mistura, afterburners1, motores turbofan. Nestas últimas aplicações, o confinamento é também de interesse fundamental, porque envolve certos fenómenos de interacção de escoamentos turbulentos, cujos detalhes não estão ainda quantitativamente completamente entendidos. Tem havido estudos do comportamento aerodinâmico de jactos coaxiais em diferentes tipos de geométricas e com diferentes parâmetros operacionais com diferentes motivações. Enquanto que uma larga escala de relações de diâmetros foi investigada no passado, praticamente não há registo de trabalhos para diâmetros inferiores a 2, que é o caso dos motores turbofan com muito baixo bypass2, com razões de bypass de 0.3 ou inferior. Recentemente, foram publicadas algumas medidas detalhadas, obtidas com LDV (Velocimetria Laser) de velocidades médias e intensidade de turbulência, bem como a pressão estática e total acerca desta gama de razões de velocidade com relevância no presente contexto. Contudo, para além da influência das razões de velocidade no processo de mistura turbulenta, existem muitos outros parâmetros que influenciam o processo de mistura turbulenta. Este trabalho é dedicado ao estudo do efeito dos níveis da turbulência inicial no processo de mistura turbulenta dos jactos coaxiais confinados, que recebeu pouca atenção no passado. Os resultados mostram que o efeito da variação da intensidade de turbulência do jacto interior está associado a um padrão de distribuição da energia cinética turbulenta, k, que é praticamente constante, havendo o aparecimento de uma zona de recirculação numa localização praticamente constante a jusante. No caso do efeito da variação da intensidade de turbulência do jacto exterior, a zona de recirculação muda de posição e recua até ao desaparecimento no limite máximo, ou seja, a variação do jacto exterior tem muita influência, predomina.