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 poskytuje v tomto směru značný potenciál, neboť propojuje naměřené elektrické proudy s lokálními hydrodynamickými charakteristikami. Tato problematika z Výzkumné skupiny vícefázových reaktorů přináší nový teoretický rámec, který tuto metodu rozšiřuje o schopnost spolehlivě zachytit nejen velikost, ale i směr smykového napětí působícího na stěnu. Ústředním přínosem je odvození explicitních analytických vztahů pro dvoupůlkruhovou elektrodifuzní sondu, které přímo převádějí naměřené elektrické proudy na detailní informace o hydrodynamice v mezní vrstvě, včetně obtížně přístupných laminárních podvrstev.

Součástí studie je také návrh postupu pro zpracování experimentálních dat, který bere v úvahu situace s čelním i zpětným prouděním, čímž zvyšuje praktičnost navrženého konceptu. Navíc jsme provedli analýzu citlivosti dvoupůlkruhové sondy zaměřenou na odezvu měřených proudových poměrů na změny směru proudění. Tento krok je nezbytný pro správnou interpretaci výsledků a identifikaci případných omezení při budoucím praktickém využití. Naše zjištění tak vytváří pevný základ, z něhož lze dále vycházet při návrhu experimentálních uspořádání, optimalizaci geometrie sond a samotné interpretaci naměřených dat. Celkově tento teoretický koncept posouvá možnosti elektrodifuzní metody směrem k přesnějšímu a komplexnějšímu popisu podmínek na stěnách, což je stěžejní 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