WikiDer > Синтетическая струя

Synthetic jet

В динамика жидкостей, а синтетическая струя поток - это вид струйный поток, который состоит из окружающих жидкость. Синтетические форсунки обычно образуются потоком, движущимся вперед и назад через небольшое отверстие. Синтетические форсунки образуются путем периодического выброса и всасывания жидкости из отверстия, вызванного, среди прочего, движением диафрагмы внутри полости.[1][2][3]

А струйный поток представляет собой поток жидкости, в котором поток одной жидкости смешивается с окружающей средой. Примером может служить струя воды, которая образуется, когда вы кладете большой палец на конец шланга. Вода смешивается с воздухом, образуя струю. Если вы увеличите поток воды или переместите большой палец, чтобы изменить диаметр выхода, струя резко изменится.

Струйные потоки меняются в зависимости от скорости и диаметра потока, а также плотности и вязкости жидкости (Число Рейнольдса и число Маха). Когда скорости в струе превышают скорость звука, происходят важные качественные изменения потока. Одно из таких изменений заключается в том, что ударные волны форма.[4]

А синтетический струйный поток был назван так Ари Глезером, поскольку поток «синтезируется» из окружающей или окружающей жидкости. Для создания конвекционной струи требуется внешний источник жидкости, например сжатый воздух или водопровод.

Устройства Synjet

Синтетический струйный поток можно создать несколькими способами, например, с помощью электромагнитного привода (например, плазменный привод), пьезоэлектрический привод или даже механический привод, такой как поршневой. Каждый из них перемещает мембрану или диафрагму вверх и вниз сотни раз в секунду, всасывая окружающую жидкость в камеру, а затем вытесняя ее. Хотя механизм довольно прост, чрезвычайно быстрая смена циклов требует высококлассных инженеров для создания устройства, которое будет работать в промышленных приложениях.

Для терморегулирования горячих точек Synjet, коммерчески предлагаемый компанией Nuventix из Остина, штат Техас,[5] был запатентован в 2000 году инженерами Технологического института Джорджии.[6] Крошечный модуль synjet создает струи, которые могут быть направлены в точные места для промышленного точечного охлаждения. Традиционно металлик радиаторы отводят тепло от электронных компонентов в воздух, а затем небольшой вентилятор выдувает горячий воздух. Модули Synjet заменяют или дополняют охлаждающие вентиляторы для таких устройств, как микропроцессоры, микросхемы памяти, графические микросхемы, батареи и радиочастотные компоненты. Кроме того, технология SynJet была использована для тепловое управление мощными светодиодами[5][7]

Синтетические реактивные модули также широко исследуются для управления воздушным потоком в самолетах с целью увеличения подъемной силы, увеличения маневренности, контроля сваливания и снижения шума.[8] Проблемы при применении технологии включают вес, размер, время отклика, силу и сложность управления потоками.[9][10][11][12]

Исследователь из Калифорнийского технологического института даже протестировал синтетические реактивные модули, обеспечивающие тягу для небольших подводных аппаратов, по образцу естественных реактивных двигателей, производимых кальмарами и медузами.[13] Недавно исследовательская группа Инженерной школы, Университет Тейлора (Малайзия) успешно использовали синтетические форсунки в качестве смесительных устройств.[14] Синтетические форсунки оказались эффективными смесительными устройствами, особенно для материалов, чувствительных к сдвигу.

Рекомендации

  1. ^ Агравал, Амит; Верма, Гунджан (2008). «Анализ подобия плоских и осесимметричных турбулентных синтетических струй». Международный журнал тепломассообмена. 51 (25–26): 6194–6198. Дои:10.1016 / j.ijheatmasstransfer.2008.04.011.
  2. ^ Котапати, Рупеш Б .; Миттал, Раджат; Луи, Н. Каттафеста III (2007). «Численное исследование переходной синтетической струи в спокойном внешнем потоке». Журнал гидромеханики. 581: 287–321. Bibcode:2007JFM ... 581..287K. Дои:10.1017 / S0022112007005642.
  3. ^ Камран Мохсени; Раджат Миттал (2014). Синтетические струи: основы и применение. CRC Press. ISBN 9781439868102. (http://www.crcpress.com/product/isbn/9781439868102)
  4. ^ Словарь американского наследия
  5. ^ а б Nuventix - Активное управление температурой Охлаждение в горячих точках, теплообменники с воздушным охлаждением: Nuventix
  6. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2006-09-02. Получено 2007-09-18.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  7. ^ "Aavid, тепловое подразделение Boyd Corporation".
  8. ^ Рупеш Б. Котапати, Раджат Миттал, Олаф Марксен, Фрэнк Хэм, Донхён Ю и Луи Н. Каттафеста (2010). Нелинейная динамика и управление каноническим отрывным потоком на основе синтетических струй. Журнал гидромеханики, 654, с. 65-97 Дои:10.1017 / S002211201000042X
  9. ^ Веб-сайт MRS: Пьезоэлектрические приводы для синтетических струйных двигателей
  10. ^ http://scitation.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=JFEGA4000129000007000825000001&idtype=cvips&gifs=yes
  11. ^ Активное управление потоком с адаптивными методами проектирования для повышения безопасности самолета
  12. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2014-01-07. Получено 2014-01-07.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  13. ^ Thomas, A.P .; Milano, M .; g'Sell, M.G .; Фишер, К .; Бердик, Дж. (2005). «Синтетический реактивный двигатель для малых подводных аппаратов». Материалы Международной конференции IEEE по робототехнике и автоматизации 2005 г. (PDF). С. 181–187. Дои:10.1109 / ROBOT.2005.1570116. ISBN 0-7803-8914-X.
  14. ^ 3. Аль-Атаби, М.Т., 2011. Экспериментальное исследование использования синтетических струй для перемешивания в сосудах Журнал инженерии жидкостей Vol. 133, Выпуск 9 Дои:10.1115/1.4004941