بررسی عددی پاشش اسپری اتانول و استون در محیط گازی

در این مقاله به بررسی پاشش اسپری تبخیری دو هیدروکربن اکسیژن‌دار، اتانول و استون، در محیط گازی پرداخته شده است. به منظور حصول این هدف، فاز گازی با رویکرد اولری و قطرات فاز مایع به صورت لاگرانژی شبیه‌سازی شده‌اند و اندرکنش بین دوفاز به صورت دوطرفه در نظر گرفته‌شده است. طبق نتایج، در مدت زمان مناسب پس از پاشش اسپری، درصد کلی تبخیر استون به مراتب بیشتر از اتانول است، اما در مدت زمان‌های اولیه پاشش اسپری، هر دو ماده نرخ کلی تبخیر مشابهی داشته‌اند. همچنین هر دو ماده، از منظر طول نفوذ اسپری در محیط گازی، تقریبا پیشروی یکسانی داشته‌اند. همچنین به واسطه سرعت پاشش تقریبا یکسان، اثرات نزدیک به هم بر روی میدان‌های سرعت فاز گازی از خود برجای گذاشته‌اند. مقایسه میدان دمای فاز گازی برای پاشش اتانول و استون پس از گذشت زمان 1/5 میلی‌ثانیه نشان می‌دهد که دمای محیط گازی پس از پاشش اتانول به مراتب کمتر از دمای محیط پس از پاشش استون است. این امر به این دلیل است که اکثر جرم تبخیر‌شده از قطرات در دمای ثابت و برابر دمای تبخیر آن‌ها رخ می‌دهد و همچنین این که گرمای مورد نیاز تبخیر از محیط گازی تامین می‌شود.

numerical investigation of ethanol and acetone spray injection into gaseous environment

in this paper, the effect of evaporating sprays of ethanol and acetone injected into a cylindrical gaseous environment is numerically investigated. to make this investigation the eulerian gas phase equations together with the lagrangian liquid phase equations are solved assuming a two-way coupling between the two phases. according to the results, after a certain time from the start of injection, the overall percentage of total evaporation of acetone becomes significantly higher than ethanol, but at the early spraying time, both alcohols had similar overall evaporation rates. also, in terms of spray tip penetration, they have almost the same amount of progress and more or less the same behavior. also due to the almost identical injection flow rate of the droplets, the effects on the velocity fields in the gas phase have been almost similar. the important point to compare is the gas phase temperature field for both sprays after 1.5 ms of injection. the ambient temperature becomes much lower in ethanol spray because ethanol’s boiling temperature and latent heat are both much higher than acetone.