Polimer Katkısının Dairesel Silindir Etrafı Akış Yapısı Ve Özelliklerine Etkileri

Abstract

Bu çalışmada polimer katkısının dairesel silindir etrafı akış yapısına ve akış özelliklerine etkilerinin deneysel olarak incelenmesi amaçlanmıştır. Akış yapısının analizi için dijital parçacık görüntüleme hız ölçümü (DPIV) sistemi kullanılarak hız alanları elde edilmiştir. Deneyler farklı Reynolds sayıları, silindir çapları ve polimer konsantrasyonları için yapılmıştır. Polimer katkısının girdap oluşum uzaklıkları, Strouhal sayısı cinsinden girdap oluşum frekansı ile sürükleme katsayısı üzerine etkileri polimer katkısız Newtonyen akış ile karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Düşük Reynolds sayılarında, artan polimer konsantrasyonu ile girdap oluşum uzaklıklarında azalma gözlemlenmiştir ve bu durumun yüksek Reynolds sayılarında tersine dönerek artmaya sebep olduğu belirlenmiştir. Sürükleme katsayısı düşük Reynolds sayılarında polimer katkısı ile artış gösterirken, yüksek Reynolds sayılarında bazı durumlar için azalma olduğu görülmüştür. Polimer katkısının Strouhal sayısına ise farkedilir bir etkisi olmamıştır.

In this study, the aim is to investigate experimentally the effects of polymer addition to water on the flow structure and properties of the flow around circular cylinders. The flow around the cylinder is determined experimentally by the use of Digital Particle Image Velocimetry (DPIV) technique. The flow regime is observed for different Reynolds numbers, cylinder diameters and polymer concentration ratios. The effects of polymer addition on vortex formation length, vortex shedding frequency in terms of the Strouhal number and on the drag coefficient are shown in comparison to Newtonian case without polymer addition. At lower Reynolds numbers, the vortex formation length is observed to decrease with increasing polymer concentration, whereas the situation is reversed at higher Reynolds numbers. Drag is increased in lower Reynolds numbers with polymer addition, on the other hand drag reduction can be observed in some cases for higher Reynolds numbers. It is found that polymer addition has no significant effect on the Strouhal Number.