مطالعه عددي تاثير آشفتگي جريان ورودي عرضي بر مسير و شكست پاشش جت مايع در جريان عرضي گازي

Numerical Study of Effect of Inlet Flow Turbulent on Trajectory and Breakup of Liquid Jet in Crossflow

در اين مقاله مطالعه عددي تاثير آشفتگي جريان هواي ورودي بر روي مسير و شكست جت مايع در جريان عرضي و سرعت و فشار جريان دو فاز در كل ميدان جريان انجام گرفته است. روش عددي مورد استفاده براي گسسته سازي معادلات ناوير استوكس، روش شبيه سازي گردابه هاي بزرگ مي باشد و از مدل تركيبي حجم سيال و تعيين سطح براي مدل سازي دوفاز استفاده شده است. نتايج نشان داد با افزايش شدت آشفتگي، گردابه هاي موجود در ميدان جريان انرژي بيشتري را در خود ذخيره مي كنند. در نتيجه طول شكست حدودا 33% و ارتفاع شكست نيز 11% به محل شكست نزديك مي گردد چراكه مكانيزم شكست، متفاوت مي شود. همچنين معادله مسير پاشش جت، در شدت آشفتگي هاي متفاوت، تغيير چنداني نمي كند، كه به دليل مقدار بسيار ناچيز انرژي ديناميك موجود در نوسانات آشفتگي مي باشد. همچنين مسير جت مايع در هندسه هاي مختلف نازل مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاكي از آن است كه مسير جت مايع براي هندسه هاي بيضوي و دايروي متفاوت مي باشد. در ادامه معادلات مسير جت براي دو نوع هندسه متفاوت ارائه شده است. اعتبارسنجي نشان مي دهد، نتايج بدست آمده در اين تحقيق با نتايج ديگر محققين همخواني مطلوبي دارد.

In present study, the velocity and pressure of two-phase flow in flow field and the effect of inlet turbulence on trajectory and breakup of liquid jet in crossflow are investigated numerically. Large eddy simulation method is used to discriminate Navier Stokes equations. A hybrid fluid volume model and level set are applied for two-phase modeling. Results show, with increasing the turbulence intensity, the vortices in the flow field store more energy. According to breakup mechanism changes the breakup length and breakup height are closed to injector output 33% and 11% respectively. Also, due to the very small amount of dynamic energy present in the turbulent fluctuations, the jet trajectory equation doesn’t change in the different turbulence intensity. Liquid jet trajectory has been studied in different nozzle geometries. The results indicate that liquid jet trajectory is different for elliptic and circular geometries. Results are in good agreement with the results of other researchers.