روش آنتروپي بيشينه در پيش بيني نحوه توزيع سرعت و قطر قطرات پاشش

Using maximum entropy method for prediction of droplet size and velocity distribution in spray

پيش بيني نحوه توزيع قطر و سرعت قطرات افشانه با توجه به اينكه اين فرآيند و سازوكار‌هاي تشكيل دهنده آن هنوز ناشناخته‌اند كار بسيار مشكلي است و به متغيرهايي زيادي بستگي دارد. مرحله اول فرايند گردافشاني (شكست اوليه) با توجه به حركت امواج به كمك تحليل‌هاي پايداري قطعي و قابل تعيين است در حالي كه مرحله دوم آن (شكست ثانويه) به صورت اتفاقي و تصادفي است و فرآيند اتفاقي توزيع قطر و سرعت قطرات را مورد توجه قرار مي‌دهد. در اين مرحله اصل آنتروپي بيشينه در شرايطي كه معادلات بقاي جرم، اندازه حركت و انرژي ارضا مي‌شوند، فرآيند گردافشاني و نحوه توزيع قطر و سرعت قطرات را پيش بيني مي‌كند. در اين مقاله نحوه توزيع سرعت و قطر قطرات حاصل براي فواره حلقوي و افشانه جريان چرخشي به كمك روش آنتروپي بيشينه شانون الگونمايي شده و پس از مقايسه با نتايج تجربي تطابق خوبي با نتايج تجربي نشان مي‌دهد. همچنين تاثير برخي از متغيرهاي موثر بر خصوصيات پاشش مانند عدد وبر، شاخص چشمه اندازه حركت و انرژي بر نحوه توزيع قطر و سرعت قطرات بررسي شده است. تمامي حقوق براي انجمن علمي موتور ايران محفوظ است.

ABSTRACT The prediction of the droplets diameter and the velocity distribution in a spray is very difficult, since its processes and mechanisms are not completely known and depends on many parameters. The early stage of the atomization process (Primary Breakup) is clearly deterministic, whereas the final stage of the spray formation (Secondary Breakup) is random and stochastic and deals with the stochastic aspect of the droplet size and the velocity distribution which is done using the maximum entropy principle (MEP). The MEP predicts the atomization process while satisfying constrain equations of the mass, the momentum and the energy. Finally, experimental results for an annular jet and a swirl nozzle were used to verify the modeling results for the size and the velocity distribution of spray droplets which shows a good agreement between modeling and experiments. The effect of some atomization parameters like Weber number, momentum and energy source terms were investigated on the droplets distribution. © Iran Society of Engine (ISE), all rights reserved.