Taylorjev mehur

↔

Slika: Posnetek Taylorjevega mehurja v eksperimentu in njegova reprodukcija v simulaciji z metodo velikih vrtincev. (Namig: uporabi drsnik.)

Taylorjev mehur je mehur v obliki izstrelka, ki se giblje v navpični cevi in zavzame skoraj celoten presek cevi. Ponavadi ga lahko opazimo skupaj z drugimi podobnimi mehurji, ki si sledijo, vmes pa jih ločujejo čepi kapljevine. To je poseben dvofazni tokovni režim, ki se imenuje čepasti tok. Prisoten je v številnih industrijskih napravah, na primer pri proizvodnji pare v geotermalni elektrarni, pri vrenju ali kondenzaciji vode v termoelektrarni, v sistemu za zasilno hlajenje sredice lahkovodnega jedrskega reaktorja, itd.

V našem eksperimentu opazujemo Taylorjev mehur iz mešanice vode in zraka, ki ima značilno zelo ostro obliko medfazne površine na spodnjem oziroma zadnjem robu mehurja. Ko se tak mehur giblje v turbulentnem toku tekočine je bilo opaženo, da se njegova velikost počasi zmanjšuje dokler mehur povsem ne razpade. Da bi lahko izmerili hitrost razpadanja mehurja, je v danem eksperimentu vzgon na mehur uravnovešen s strižnimi silami toka vode v nasprotni smeri. Na ta način je mogoče nadzorovati položaj Taylorjevega mehurja in hkrati izmeriti hitrostno polje s tehniko meritve hitrosti s sliko sledilnih delcev (ang. Particle Image Velocimetry oziroma PIV). Tovrstne meritve so zelo pomembne za validacijo natančnih numeričnih simulacij.

Objave:

• MIKUŽ, Blaž, FREDERIX, Edo, M. A., KOMEN, Ed. M. J., TISELJ, Iztok. Taylor bubble behaviour in turbulent flow regime. Computational Fluid Dynamics for Nuclear Reactor Safety (CFD4NRS-8), online conference, 2020 November 25-27.
• FREDERIX, Edo, KOMEN, Ed, TISELJ, Iztok, MIKUŽ, Blaž. LES of turbulent co-current Taylor bubble flow. Flow, turbulence and combustion, ISSN 1386-6184, 2020, doi: 10.1007/s10494-020-00118-0.
• MIKUŽ, Blaž, KAMNIKAR, Jan, PROŠEK, Jakob, TISELJ, Iztok. Experimental observation of Taylor bubble disintegration in turbulent flow. 28th International Conference Nuclear Energy for New Europe, Portorož, Slovenia, 2019 
  September 9-12. Conference proceedings.
• MIKUŽ, Blaž, FREDERIX, Edo, M. A., TISELJ, Iztok, KOMEN, Ed. M. J. High-fidelity simulation of a Taylor bubble in co-current turbulent flow. 18th International Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-18), 
  Portland, Oregon, US, 2019 August 18-22.
• FREDERIX, Edo, M. A., MIKUŽ, Blaž, KOMEN, Ed. M. J. LES of a taylor bubble in co-current turbulent pipe flow. DLES 12, Workshop Direct and Large Eddy Simulation, Madrid, Spain, 2019 June 5-7.

Stran ureja: Anil Kumar Basavaraj