بررسي عددي مشخصات افشانه حاصل از انژكتور دوپايه تركيب داخلي دو فاز به كمك روش لاگرانژي

Numerical study on spray characteristic of double phases internal mix atomizer with Lagrangian approach

در اين پژوهش، مطالعه عددي بر روي مشخصات افشانه يك انژكتور دوپايه تركيب داخلي دو فاز به كمك روش لاگرانژي در فضاي گسسته صورت گرفته­ است. براي بررسي انژكتور، معادلات اويلري براي جريان دوفازي داخل انژكتور و معادلات لاگرانژي براي مدلسازي جريان دوفازي خارج انژكتور به كار گرفته ­شده و از روش توربولانسيK-ɛ براي تعيين انرژي توربولانس استفاده شده ­است. در اين پژوهش آب به جاي سوخت و نيتروژن به عنوان فاز گازي انتخاب شده و با تنظيم نسبت دبي جرمي نيتروژن به آب معادل0/32 و متعاقب آن بدست آمدن زاويه پاشش 26درجه، مشخصات قطرات بررسي شده و با نتايج روش ماكزيمم آنتروپي مورد مقايسه قرار گرفته ­است. سپس مشخصات ذرات با تغيير مقادير ورودي فازهاي مايع و گازي بررسي شده و بر اساس آن امكان بهينه­ سازي انژكتور براي شرايط راندمان حداكثري از منظر قطر قطرات، سرعت قطرات و ميزان نفوذ با مدلسازي عددي و با نياز حداقلي به نتايج تجربي فراهم شده است.

This paper presents numerical study on spray characteristics and droplet distribution by using Lagrangian method in the discrete phase model of CFD. A two-fluid Eulerian method and Lagrangian approach is selected for modeling two phases turbulence flow in mixing chamber and atomization at outlet of nozzle while turbulence has been modeled by K-ɛ. In this study, water has been used instead of fuel and Nitrogen instead of atomization gas or oxidizer, while their ratio has been considered 0.32 to provide 26 degrees cone angle and this way, droplet‘s characteristic has been studied and compared with maximum entropy methods. Then droplet‘s diameter has been investigated by changing liquid and gas phase flow rateand based on that, we can optimize atomizer ‘s working condition with maximum efficiency with respect to its cone angle, droplet ‘s diameter and velocity and level of penetration by minimum need of experimental tests.