| Journal: | Ingeniería. Investigación y tecnología |
| Database: | PERIÓDICA |
| System number: | 000438791 |
| ISSN: | 1405-7743 |
| Authors: | Larrainzar Solís, Edgar Fernando1 Moctezuma Reyes, José Javier1 Sánchez Silva, Florencio1 Carvajal Mariscal, Ignacio1 García Demedices, Lino1 |
| Institutions: | 1Instituto Politécnico Nacional, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Ciudad de México. México |
| Year: | 2020 |
| Season: | Ene-Mar |
| Volumen: | 21 |
| Number: | 1 |
| Country: | México |
| Language: | Inglés |
| Document type: | Artículo |
| Approach: | Experimental, aplicado |
| Spanish abstract | El presente trabajo se centra en el estudio experimental de un flujo anular descendente vertical para determinar el espesor y la estabilidad de una película de agua descendente. Para este propósito, se diseñó e implementó una instalación experimental para generar el patrón de flujo anular de dos fases, provista de un cabezal de inyección con una geometría especial para inducir la formación de una película líquida dentro de un cilindro. Debido a sus pequeñas dimensiones la película se visualizó utilizando un láser pulsado para iluminar la región; igualmente, las imágenes se tomaron con una cámara de alta velocidad. Esta técnica permitió la determinación del espesor de la película descendente por medio de un algoritmo para reconocer los contornos de la imagen. En algunos de los casos estudiados, se inyectó un flujo de aire concurrente en el centro del cilindro para evaluar su influencia sobre la hidrodinámica interfacial de la película líquida. Se obtuvieron espesores promedio de la película para diferentes números de Reynolds en distintos puntos de observación axial, y se observó que el área anular de la película líquida y la forma del cabezal para inyectar el agua son factores importantes para la superficie característica y el espesor de la película y su estabilidad también. Los resultados experimentales muestran que la desviación estándar aumenta en proporción al espesor promedio de la película, especialmente en el régimen turbulento |
| English abstract | The present work is focused on the experimental study of a vertical downward annular flow to determine the thickness and stability of a falling film water flow. For this purpose, it was designed and implemented an experimental set up to generate the annular two-phase flow pattern, provided with an injection head with a special geometry to induce a liquid film inside a cylinder. Due to the small dimensions, the film was visualized using a pulsated laser to illuminate the region and the pictures were taken with a high-speed camera. This technique allowed the determination of the falling film thickness by means of an algorithm to recognize image contours. In some of the studied cases, a concurrent air flow was injected in the center of the cylinder in order to evaluate its influence on the interfacial hydrodynamics of the liquid film. Average film thickness were obtained for different Reynolds numbers in different axial observation points, and it was observed that the liquid film annular area and the shape of the header to inject the water, are important factors for the surface characteristic and thickness of the film, and its stability as well. The experimental results show that the standard deviation increases in proportion to the average film thickness, especially in the turbulent regime |
| Disciplines: | Ingeniería |
| Keyword: | Ingeniería hidráulica, Hidrodinámica, Flujo anular, Película de agua descendente, Espesor de la película, Reconocimiento de imágenes |
| Keyword: | Hydraulic engineering, Hydrodynamics, Annular flow, Falling water film flow, Film thickness, Image recognition |
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