Vzduchotechnické vyústky charakterizují jejich konstanty, které je třeba stanovit pro každý typ vyústky experimentálně. Konstanty vyústek mohou být stanoveny z rozložení rychlostí či z úhlu rozšiřování proudu v hlavní oblasti volného izotermního proudu za vyústkou.
Ve volném izotermním či mírně neizotermním proudu, jehož schéma je na obraze 1, rozlišujeme krajní oblast o délce xk a hlavní oblast s úhlem rozšiřování 2J. Hranice proudu a úhel jeho rozšiřování je možné efektivně stanovit interferometricky.
Obraz 1 Schéma volného izotermního a mírně neizotermního proudu z kruhové vyústky
Pro interferometrický výzkum konstant vyústek byl použit Machův – Zehnderův interferometr se zorným polem 200 mm, viz obr. 13-6 v kap. 13.4, seřízený na konečnou šířku interferenčních proužků v referenční oblasti. Záznam interferogramů byl prováděn CCD kamerou připojenou k počítači. Příklad interferogramu volného proudu ze štěrbinové vyústky je na obraze 2. Na interferogramu jsou patrné hranice teplotního pole zviditelněného proudu, které se na základě podobnosti teplotních a rychlostních polí shodují s hranicemi pole rychlostního. V obraze 2 je zakreslena délka krajní oblasti a úhel rozšiřování proudu v hlavní oblasti.
Obraz 2 Interferogram volného mírně neizotermního proudu ze štěrbinové vyústky
Pro interferometrické určování konstanty vyústky je třeba zajistit, aby sledovaný proud nebyl ovlivněn vztlakovými silami, tzn. musí být pouze mírně neizotermní. Pro volný mírně neizotermní kruhový proud je konstanta vyústky vyjádřena rovnicí
|
(1) |
a pro plochý proud platí
|
(2) |
V těchto rovnicích bo je opravný součinitel na hybnost ve výstupním průřezu vyústky, který při obdélníkovém rychlostním profilu ve výstupním průřezu má hodnotu bo = 1, v jiných případech bo = x 0,5 (x je součinitel odporu vyústky), To je teplota vytékajícího vzduchu, Ti je teplota okolního vzduchu a 2J je úhel rozšiřování volného mírně neizotermního proudu v hlavní oblasti proudu.
Interferometrický výzkum konstant vyústek umožňuje také efektivně stanovit závislost konstanty vyústky na výtokové rychlosti, případně upřesnit její závislost na teplotě vytékajícího vzduchu [3-4].
Pozn.: Výzkum byl prováděn na Odboru termomechaniky a techniky prostředí [6-12] v rámci projektu COST G3-20 Investigation of temperature fields in industrial buildings with various manners of ventilation and heating. Řešitelé: M. Pavelek, E. Janotková a kol.
.