مطالعه تجربی واپاشی صفحه مایع در حضور جریان عرضی

مطالعه روی تولید اسپری در حضور جریان عرضی به علت مزایای زیاد آن توسط محققان زیادی مورد توجه قرار گرفته است که با توجه به هندسه انژکتور استفاده شده، سیال خروجی از آن می تواند به صورت جت یا صفحه مایع باشد. تحقیق پیش رو به منظور بررسی تجربی نحوه شکست صفحه مایع و تاثیر اعداد بی بُعد در نفوذ و مسیر آن در جریان پاشش متقاطع انجام شده است. برای مطالعه پارامترهای مورد نظر از روش سایه نگاری استفاده شده است. در این کار تاثیر اعداد بی بُعد (نسبت مومنتوم و وبر) در نحوه شکست صفحه مایع مورد بررسی قرار گرفته است و همچنین براساس اعداد بی بُعد برای مسیر پاشش، طول و ارتفاع صفحه ستون مایع معادلاتی ارایه شده است. آزمایش ها در فشار و دمای محیط صورت گرفته است و عدد وبر گاز از 0/8 تا 12/5، نسبت شار مومنتوم از 17/4 تا 250 و عدد رینولدز هوا از 2400 تا 10227 تغییر می کند. در محدوده وبر گازی ارایه شده سه نوع شکست ستونی، شکست ستونی کیسه ای و شکست کیسه ای اتفاق می افتد که عدد وبر تاثیرگذارترین پارامتر در تعیین رژیم های شکست است. همچنین یافته ها بیانگر آن هستند که افزایش نسبت مومنتوم تاثیر زیادی در عمق نفوذ صفحه مایع داخل جریان عرضی داشته ولی تاثیر خیلی کمی در رژیم های شکست دارد.

Experimental Study of Liquid Sheet Breakup in Cross Flow

The present study was performed to experimentally investigate the regime of the liquid sheet breakup and the effects of dimensionless numbers on the penetration and trajectory of the liquid sheet in cross flow condition. The shadowgraphy technique was applied to study the tests. In this work, the effect of the nondimensional numbers (momentum ratio and Weber number) were surveyed on the breakup of the liquid sheet. Also, some equations for the injection trajectory, the length, and the height of the jet were presented based on these nondimensional numbers. The tests were done at atmospheric pressure and temperature, where the Weber number range is from 0.8 to 12.5, the variations of the momentum ratio are from 17.4 to 250, and the changes in the Reynolds number are from 2400 to 10227. Three regimes of jet breakup were observed, defined as column breakup, columnbag breakup, and bag breakup. The Weber number is the most effective parameter in the regime change of the liquid sheet breakup. The results also indicated that the increase in the momentum ratio has a great influence on the depth of penetration of the liquid sheet, but it has a very small effect on the breakup regimes.