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Enregistrement W2765821943

NICFD and the PIV technique: Feasibility in low speed and high speed flows

2017· dissertation· en· W2765821943 sur OpenAlexaboutno aff

Notice bibliographique

RevueResearch Repository (Delft University of Technology) · 2017
Typedissertation
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueCombustion and flame dynamics
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésParticle image velocimetryOrganic Rankine cycleWorking fluidMechanicsViscosityRefractive indexWork (physics)OctamethylcyclotetrasiloxaneMechanical engineeringComputer scienceMaterials sciencePower (physics)OpticsThermodynamicsEngineeringPhysicsTurbulenceElectricity generation
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The growing interest in organic Rankine Cycle (ORC) based power systems has encouraged ample amount of literature on the design methodologies for unconventional turbo-machinery. These machines generally operate in the so-called Non-Ideal Compressible Fluid Dynamic (NICFD) region of the working fluid where the thermophysical properties and transport properties models, and optical properties are experimentally unexplored. Therefore, these design methods need to be validated using state-of-the-art measurement techniques like Particle Image Velocimetry (PIV). PIV has not been implemented to study the non-ideal behaviour of such fluids, and therefore a feasibility study of PIV in these unconventional media is required. This work deals with exploring the possible challenges that could occur while applying the PIV technique to measure the flow comprising of non-ideal fluids in low speed and high-speed regime. The fluids for which the feasibility is studied are Octamethylcyclotetrasiloxane (D4) and Hexamethyldisiloxane (MM) which are frequently used working fluids for ORC power systems. The equation of state used to calculate thermo-physical properties of these fluids is briefly discussed. The viscosity of these fluids is calculated to assess the tracer particle response characteristics and check for large variations of viscosity with the thermodynamic variables. To be able perform optical diagnostics, one also has to explore the optical properties of the working fluid --- especially the refractive index. Therefore, a theoretical study of refractive index and influence of thermodynamic properties on the refractive index is studied. Conventional seeding techniques are reviewed and its feasibility for the fluids of interest is discussed. A test facility called the Non-Intrusive Vapour Analyser (NIVA) was designed to conduct PIV in low speed vapour flows induced by a rotating disk. A suspension of D4 and 170 nm titania particles was evaporated to obtain a seeded volume of D4 vapour, on which PIV can be performed. The signal-to-noise ratio (SNR) was calculated to verify sufficient light scattering property of the titania particles. The seeding technique of evaporating the suspension of D4 + titania yields sufficiently homogeneous seeding distribution. Mean velocity fields of the vapour flow in the NIVA at different disk rotation speeds could be measured with acceptable uncertainties. Considering a vast difference in flow conditions at high-speeds, a theoretical study of high-speed MM flow in a de-Laval nozzle is done to explore challenges that could occur in application of PIV. Large gradients in density are typical of dense gas expansions. This subsequently results in large gradients in optical properties like refractive index. Challenges to particle imaging due to inhomogeneous refraction of light are investigated by preliminary estimation of position error and velocity error along the nozzle axis. A conceptual design of the seeding system is proposed that can operate at high-pressures and does not risk contamination of the working fluid. It was concluded from the experimental results in NIVA that PIV is feasible in low-speed vapour flows and can measure velocity fields with an average uncertainty of less than 1%. Also, refractive index gradients in high-speed vapour flows could cause unacceptable errors of greater than 1% in PIV measurements. These errors depend on the complexity of the fluid and the distance between the measurement plane and nozzle wall.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,012

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,014
Tête enseignante GPT0,262
Écart entre enseignants0,248 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2017
Routes d'admission1
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