مطالعه تجربي عوامل موثر بر مسير و شكست پاشش جت مايع در جريان عرضي گازي

Experimental Study of Effective Factors on Liquid Jet Trajectory and Breakup in Gaseous Crossflow

روش پاشش متقاطع سوخت مايع در جريان هواي عرضي در سيستم هاي پيشرانشي از قبيل موتورهاي توربوجت و پس‌سوز آنها، موتورهاي رم‌جت، اسكرم‌جت و خنك‌كاري محفظه احتراق قابل كاربرد مي‌باشد. تحقيقات اوليه بر روي جت مايع متقاطع به منظور بررسي كاربردهاي محيط زيستي آن از قبيل دود خارج شده از اگزوز بده اما بتدريج كاربرد آن گسترش يافت. تزريق متقاطع درمقايسه با تزريق هم جهت سوخت و هوا مناسبتر خواهد بود، زيرا اختلاف راستاي تزريق سوخت با جريان عرضي هوا به اتميزاسيون و تشكيل قطرات ريزتر كمك كرده و علاوه بر بهبود پارامترهاي پاشش به عملكرد محفظه احتراق، افزايش راندمان احتراق و پايداري شعله كمك خواهدكرد. در اين مقاله با تمركز بر مطالعه تجربي و ساخت سيستم آزمايشگاهي، عوامل موثر بر شكست و مسير جت مايع در جريان هواي عرضي مورد بررسي قرار گرفته است. تاثير هندسه نازل، عدد وبر و نسبت مومنتوم جت مايع به هواي عرضي بر مسير پاشش مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين معادله مسير براي نازل‌هاي دايروي و بيضوي بدست آورده شد. همچنين طول و ارتفاع شكست نيز براي نازل بدست آورده شده است. نشان داده شد كه براي نازل‌هاي بيضوي و دايروي مسير پاشش با هم متفاوت است كه اين نتيجه براي طراحي محفظه احتراق بسيار مهم است. نتايج با نتايج تحقيق ديگر محققين مورد بررسي قرار گرفته و حاكي از ان است كه داراي دقت بسيار بالايي بوده و همخواني خوبي دارد.

Jet injected transversely into a crossflow is used to the propulsion system such as, turbo jet engines, ram jet and scram jet engines and cooling of combustion chamber. Earliest research of a jet in a crossflow has been motivated by applications related to environmental problems such as plume dispersal from exhaust but gradually its application increased. In comparison to co-axial injection, transversely injection have a better efficiency. Difference in direction of injection helped to forming the smaller particles indeed, increases the combustion chamber performance. In this paper, effective factors on liquid jet trajectory and breakup are studied. Effect of nozzle geometry, Weber number and moment ratio of liquid jet to the air crossflow are investigated and equation of trajectory for elliptical and circular nozzle is obtained. In addition, length and height of breakup point are obtained and Show that the elliptical and circular liquid jet trajectory have different together. Also the breakup height equation has investigated and comparison to other study. These results are very important for designing of combustion chamber. The results compared to other researchers, the results shows, answers have a good compatibility and accuracy, and they are reliable and trustworthy.