تحلیل پاشش سوخت مایع در یک محفظه تبخیر

در جریان پاششی سوخت مایع، پدیده های مختلفی حضور دارند که در نظر گرفتن یا نگرفتن آن ها در شبیه‌سازی عددی، تاثیر زیادی بر هزینه و دقت محاسبات دارد. هدف از مقاله حاضر بررسی در نظر گرفتن یا نگرفتن پدیده‌هایی نظیر انتقال حرارت تشعشی، شکست ثانویه قطرات، گرانش و نوع مدل آشفتگی است. در این کار، پاشش قطرات سوخت مایع در هوای گرم، توسط روش اویلر لاگرانژی مدلسازی می‌گردد. انتقال حرارت تشعشی با مدل جهات مجزا و شکست ثانویه قطرات با مدل tab شبیه‌سازی می‌شوند. معادلات حاکم بر جریان به صورت ضمنی خطی‌سازی و به صورت مرتبه دو گسسته‌سازی شده‌اند. نتایج حاکی از آن است که در جریان پاششی تبخیری، گرانش و انتقال حرارت تشعشعی تاثیر چندانی بر توزیع جریان و توزیع قطر قطرات سوخت در محفظه تبخیری ندارد و در نظر گرفتن آن ها انتقال حرارت تشعشعی تنها سبب افزایش هزینه محاسبات می‌گردد. به علاوه، می توان از شکست قطرات صرف نظر نمود. نتایج نشان می دهند که توزیع سرعت محوری و توزیع قطر قطرات حاصل از شبیه‌سازی، تطابق قابل قبولی با داده‌های تجربی دارند. جایی که قطرات در ناحیه بازگردش قرار می‌گیرند و سرعت نسبی بالاتری بین هوای داغ و قطرات وجود دارد، قطرات بیشتری تبخیر می‌شوند.

Analysis of Liquid Fuel Spray in an Evaporating Chamber

During the liquid fuel spray, there are various phenomena that considering or not taking them into the numerical simulation has a great impact on the cost and accuracy of calculations. The purpose of this paper is to investigate whether or not to take into account phenomena such as radiation heat transfer, secondary breakup, gravity and type of turbulence model. In this work, the spray of liquid fuel droplets in hot air is modeled by the EulerianLagrangian approach. The radiation heat transfer and secondary breakup are simulated employing the discrete ordinates model and the TAB model, respectively. The flow governing equations are implicitly linearized and discretized of the second order. The results show that in evaporative spray flow, gravity and radiation heat transfer have a little effect on the behavior and the diameter distribution of fuel droplets in the evaporative chamber and considering them will only increase the cost of calculations. In addition, droplet breakup can be ignored. The results show that the obtained axial velocity distribution and the diameter distribution of the droplets from simulation have an acceptable agreement with the experimental data. Where the droplets are in the recirculation zone and being a higher relative velocity between the hot air and the droplets, more droplets evaporate.