مطالعه تجربي ضخامت فيلم مايع حاصل از برخورد اسپري با يك سطح جامد

Experimental study of liquid film thickness formed by spray impingement on a solid surface

در پژوهش پيش ­رو، فيزيك برخورد افشانه با سطح جامد در دماي محيط مورد بررسي قرار گرفته است. بررسي‌‌ها نشان مي‌دهد كه در دبي‌هاي حجمي بالاي افشانه يك لايه مايع بر روي سطح جامد تشكيل مي‌شود. در صورتي كه ضخامت لايه مايع زياد باشد، در كاربردهاي احتراقي، مي‌تواند منجربه احتراق ناقص سوخت در محفظه احتراق شود. ضخامت لايه مايع به پارامترهاي زيادي، نظير دبي حجمي سيال، فاضله نازل تا سطح و مود شكست افشانه، بستگي دارد. در يك مطالعه­ تجربي، مقدار ضخامت متوسط لايه مايع حاصل از برخورد افشانه با سطح جامد توسط روش سايه­نگاري اندازه­گيري شده است. انژكتور جديد و طراحي­شده مورد استفاده، كه انژكتور جريان پراكنده نام دارد، داراي بازدهي مناسبي نسبت­به ديگر انژكتورهاي هوادمشي است و اختلاف فشار هوا و دبي لازم براي عملكرد اين انژكتور پايين است. ضخامت لايه مايع حاصل از برخورد افشانه با سطح در شرايط مختلف اندازه­گيري شده است. نتايج نشان مي­دهد كه اندازه ضخامت متوسط لايه مايع با تغيير پارامترهايي نظير دبي حجمي سيال مايع و گاز و فاصله نازل تا سطح تغيير مي­كند و اين ضخامت در بازه بين 40 تا 220 ميكرومتر در شرايط مختلف متغير است.

Spray impingement on a solid surface has been studied. A flow blurring injector is used to atomized the liquid. In this type of injector, a back flow of air penetrates into the liquid orifice at the orifice exit just before the injection surface. The remained air flow rate also squeezes the two phase flow at the orifice exit. Here, the film thickness formed by the impingement of the spray with a thin wall is measured using imaging techniques. The results showed that in the high volumetric liquid flow rate there is a liquid film on solid surface which can lead to incomplete combustion. There are many parameters which can affect the liquid film on the surface like: liquid and gas flow rate and distance from nozzle to surface. In this study it is intended to measure and analyze the liquid film which is formed by the spray of the novel injector named flow blurring injector and investigate the effect of aforementioned parameters.