Teorie pro elektrodifuzní měření smykového napětí na stěnách pomocí směrově citlivé dvoupůlkruhové sondy

Pro přesné pochopení přenosových jevů mezi pevnou stěnou a tekutinou je nezbytné mít detailní popis hydrodynamického chování v těsné blízkosti povrchu. Elektrodifuzní metoda v tomto směru poskytuje značný potenciál, neboť propojuje naměřené elektrické proudy s lokálními hydrodynamickými charakteristikami.

Nová vědecká publikace s názvem “Theory for electrodiffusional wall shear stress measurement by directionally sensitive twin semicircular probe,” která vznikla v rámci výzkumné skupiny Transportních jevů na Katedře chemie, přináší nový teoretický rámec rozšiřující tuto metodu o schopnost spolehlivě zachytit nejen velikost, ale i směr smykového napětí působícího na stěnu.

Ústředním přínosem publikace je odvození explicitních analytických vztahů pro dvoupůlkruhovou elektrodifuzní sondu, které převádějí naměřené elektrické proudy na detailní informace o hydrodynamice v mezní vrstvě, včetně obtížně přístupných laminárních podvrstev. Součástí studie je návrh postupu pro zpracování experimentálních dat, který zohledňuje situace s čelním i zpětným prouděním, čímž významně zvyšuje praktičnost navrženého konceptu.

Autoři také provedli analýzu citlivosti dvoupůlkruhové sondy, zaměřenou na odezvu měřených proudových poměrů na změny směru proudění. Tento krok je zásadní pro správnou interpretaci výsledků a identifikaci případných omezení při budoucím praktickém využití.

Zjištění uvedená v této studii vytvářejí pevný základ pro návrh experimentálních uspořádání, optimalizaci geometrie sond a interpretaci naměřených dat. Tento nový teoretický koncept tak posouvá možnosti elektrodifuzní metody směrem k přesnějšímu a komplexnějšímu popisu podmínek na stěnách, což je zásadní pro lepší pochopení transportních procesů a jejich následnou aplikaci v inženýrské praxi.

Harrandt V., Bazaikin Y., Huchet F., Tihon J., Havlica J.: Theory for electrodiffusional wall shear stress measurement by directionally sensitive twin semicircular probe. Int. J. Heat Mass Transf. 2024, 235(15 Dec), 126191. doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2024.126191