Visualization of the flow structure with velocity field measurements in unsteady motion of the fluid

Authors

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2013.18374

Keywords:

unsteady, non-stationary, fluid motion, velocity distribution, flow structure, flow visualization.

Abstract

Based on the analysis of scientific researches on the unsteady motion of fluid in pipes it was found that the most accurate study of the flow structure can be obtained by the flow visualization with the measurement of velocity fields and turbulence characteristics.

The use of the laser Doppler velocity meter for studying the structure of unsteady fluid flow was substantiated. For measuring the fluid flow velocity, the laser Doppler velocity meter was used, allowing to measure the flow rates of fluids and gases in local resistances of circular pipelines, as well as in circular pipes with a curved longitudinal axis.

The method of studying the flows using high-speed filming and photographing was developed. The operating experimental facility was made that provides film and photographic recording of the structure of actual non-stationary flows of fluids in circular pipelines. Visualization of the flows on local resistances and pipelines was held.

Author Biography

Роман Маріанович Гнатів, National University "Lviv Polytechnic", str. Dubrova, 4, Lvivska region, m. Striy, 82400

Ph.D., Associate Professor

Department of Hydraulic Engineers

References

  1. Гнатів, Р. М. Експериментальні дослідження періодичних неусталених течій в трубах [Текст] / Р. М. Гнатів, І. П. Вітрух // Промислова гідравліка і пневматика. – 2009. – №4(26). – С.28-31.
  2. Гнатів, Р. М. Фізичні дослідження неусталених потоків лазерним допплерівським вимірювачем швидкості [Текст] / Р. М. Гнатів, В. Ю. Петринець, В. В.Чернюк // Вісник НУВГП. – 2009.– Вип. 3(47).– С. 264-268.
  3. Букреев, В. И. Экспериментальное исследование энергии турбу-лентности при неустановившемся течении в трубе [Текст] / В. И. Букреев, В. М. Шахин // Динамика сплошной среды. – 1975. – Вып. 22. – С. 65-74.
  4. Шахин, В. М. Проверка некоторых математических моделей неустановившегося турбулентного течения в трубе [Текст] / В. М. Шахин // Динамика сплошной среды (CO AH CCCP). – 1976. – Вып. 27. – С. 152-158.
  5. Kirmse, R. Experimented Untersuchungen pulsierend turbulenter Wasserströmun-gen in geraden Kreiskohr unter Verwendungeines Laser-Doppler-Anemometers [Text] / R. Kirmse // Diss. Dokt. Jng. Tech. Univ. München. – 1976. – 110 р.
  6. Mizushina, T. Structure of the turbulence in pulsating pipe flows [Text]/ T. Mizushina, T. Maruyama, H. Hirasawa // J. Chem. Engn. Japan. – 1975. – №8, No.3. – P. 210-216.
  7. Maruyama, T. Transition to turbulence in starting hipe flows [Text]/ T. Maruyama, Y. Kato, T. Mizushin a// J. Chem. Engn. Japan. – 1978. – №11, No.5. –P. 346-353.
  8. А. с. 1679384 СССР, МКИ G 01Р 3/36. Лазерный доплеровский измеритель скорости потока жидкости [Текст] / А. С. Никифоров, А. В. Бонч-Бруевич, В. В. Чернюк и др. (СССР). – № 4748853/ 10; Заявлено 16.10.89; Опубл. 23.09.91, Бюл. № 35. – 4 с.
  9. Чернюк, В. В. Визуализация структуры потока жидкости в местных сопротивлениях круглых трубопроводов и каналах переменного сечения [Текст] / В. В. Чернюк // Труды II Межреспубл. конф. «Оптические методы исследования потоков». – Новосибирск: Ин-т теплофизики СО РАН. – 1993. – С. 91-92.
  10. Гнатив, Р. М. Влияние геометрических характеристик местных сопротивлений на эффект Томса [Текст]: дис. канд. техн. наук / Р. М. Гнатив. – М. 1991. – 189 с.
  11. Гнатів, Р. М. Дослідження методами візуалізації неусталеного руху плинного середовища в трубопроводах гідравлічних систем [Текст] / Р. М. Гнатів, І. Ф. Рип’як, В. В. Чернюк // Промислова гідравліка і пневматика. – 2010. – №1(27). – С. 47-51.
  12. Gnativ, R. M., Vitruh, I.P. (2009). Experimental studies of periodic unsteady flow. Industrial hydraulics and pneumatics, № 4 (26), 28-31.
  13. Gnativ, R. M., Petrynets, V. Y., Chernyuk, V. V. (2009). Physical studies of unsteady flow by laser Doppler velocity meter. Bulletin NUWMNRU, Issue 3 (47), 264-268.
  14. Boukreev, V. I., Shahin, V. M. (1975). Experimental study of the turbulent energy in unsteady flow in a pipe. Dynamics of a continuous medium, vol. 22, 65-74.
  15. Shaheen, V. M. (1976). Checking some mathematical models of unsteady turbulent pipe flow. Dynamics of Continuous Media (CO AH CCCP). 27, 152-158.
  16. Kirmse, R. (1976). Experimented Untersuchungen pulsierend turbulenter Wasserströmun-gen in geraden Kreiskohr unter Verwendungeines Laser-Doppler-Anemometers. Diss. Dokt. Jng. Tech. Univ. München, 110.
  17. Mizushina, T., Maruyama, T., Hirasawa, H. (1975). Structure of the turbulence in pulsating pipe flows. J. Chem. Engn. Japan, 8, No.3, 210-216.
  18. Maruyama, T., Kato, Y., Mizushina, T. (1978). Transition to turbulence in starting hipe flows. J. Chem. Engn. Japan, 11, No 5, 346-353.
  19. Nikiforov, A. S., Bonch-Bruevich, A. V., Chernyuk, V. V. and others (USSR). A. p. 1679384 USSR, MKI G 01R 3/36. Laser Doppler velocity of fluid flow. № 4748853/10; Stated 16/10/89; Publ. 09.23.91, Bull. Number 35, 4.
  20. Chernyuk, V. V. (1993). Visualizing the structure of the liquid flow in local resistances of round pipes and channels of variable cross-section. Proceedings of the II Mezhrespubl. Conf. "Optical methods of research streams." Novosibirsk: Institute of Thermal Physics, Russian Academy of Sciences, 91-92.
  21. Gnativ, R. M. (1991). The influence of the geometric characteristics of local resistance to the Toms effect: Dis. Candidate. tehn. Science. Moscow, 189.
  22. Gnativ, R. M., Ryp'yak I. F., Chernyuk, V. V. (2010). Research methods visualizing unsteady motion of the fluid medium in the hydraulic piping systems. Industrial hydraulics and pnevmatyka, № 1 (27), 47-51.

Published

2013-10-29

How to Cite

Гнатів, Р. М. (2013). Visualization of the flow structure with velocity field measurements in unsteady motion of the fluid. Technology Audit and Production Reserves, 5(5(13), 14–16. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2013.18374