A Momentum Integral Model for Central Recirculation in Swirling Flow in a Sudden Expansion

摘要

A momentum integral model is developed to predict the size and maximum recirculating mass flow rate for the central recirculation zone produced by a swirling flow in a sudden expansion as a function of expansion ratio, swirl intensity, and inlet velocity profile shape. Experimental measurements of velocity profiles in the recirculating flow are presented for three different expansion ratios and are used to validate the model. The model is shown to give good agreement with the measurements. The recirculation rate is found to increase roughly linearly with inlet swirl intensity and expansion size.%On a mis au point un modèle de quantité de mouvement intégral afin de prédire la taille et le débit massique de recirculation maximum de la zone de recirculation centrale pour un écoulement tourbillonaire dans une expansion soudaine en fonction du taux d'expansion, de l'intensité du tourbillon et de la forme du profil de vitesse à l'entrée. Des mesures expérimentales de profils de vitesse dans l'écoulement de recirculation sont présentées pour trois taux d'expansion différents et utilisées pour la validation du modèle. On montre que le modèle montre un bon accord avec ces mesures. On a trouvé que la vitesse de recirculation augmentait à peu près linéairement avec l'intensité du tourbillon à l'entrée et la taille d'expansion.