بررسی تجربی ناپایداری هیدرودینامیکی در مجرای خروجی اتمایزر گازی با استفاده از دوربین سرعت بالا

جریان دوفازی آب و هوا در مجرای خروجی یک اتمایزر گازدار با استفاده از تکنیک نور پس‌زمینه توسط یک دوربین سرعت بالا (fps 960) آشکارسازی شد. نمودار الگوی جریان در دبی‌های مختلف آب و هوا به‌دست آمد و سپس محدوده ناپایداری‌های موجود در مجرای خروجی اتمایزر گازی تعیین شد. زاویه همگرایی اتمایزر 15 درجه، مقطع محفظه اختلاط شفاف با ابعاد mm 4 * mm 6 و مقطع مجرای خروجی به‌صورت مستطیل با ابعاد mm 4 * mm 2 و طول mm 40 می‌باشد. از آب به عنوان سیال مایع و از هوا به عنوان گاز اتمی‌ساز استفاده شد. چهار نوع رژیم حبابی، اسلاگ، متلاطم و حلقوی در مجرای خروجی اتمایزر مشاهده شد. تاثیر تغییر در میزان دبی حجمی آب و هوا به‌ روی ناپایداری اسلاگ موجود در مجرای خروجی اتمایزر بررسی شد. طبق نتایج ضریب تخلیه اتمایزر تابع غیرخطی از نسبت دبی حجمی گاز به مایع است، که با افزایش نسبت دبی حجمی گاز به مایع از 0 تا 5/ به سرعت و با افزایش بیش‌تر در نسبت دبی حجمی گاز به مایع با سرعت کم‌تری کاهش پیدا می‌کند. هدف از این مطالعه بررسی محدوده ناپایداری هیدرودینامیکی تشکیل شده در اتمایزر گازی با توجه به دبی حجمی گاز و مایع می‌باشد.

experimental investigation of hydrodynamic instability in a nozzle of effervescent atomizer using a high speed camera

air-water two-phase flow in a nozzle of atomizer is visualized using backlight illumination technique utilizing a high-speed video camera (960 fps) . flow pattern diagram was obtained at different flow of water and air and then the range of instabilities in a nozzle of effervescent atomizer was determined. the convergence angle of the atomizer is 15 degrees, the cross-section of the transparent mixing chamber with dimensions of 6 mm× 4 mm and an atomizer outlet with a length of 40 mm and rectangular section with dimensions 2 mm × 4 mm. water was used as the liquid and air was used for the atomic gas, four regimes of bubbly, slug, churn and annular were observed in the outlet of the atomizer. the effect of change in the volume flow of the water and air on the instability of the slug in the atomizer outlet was investigated. according to the study, the discharge coefficient is an exponential function in terms of glr, which decreases rapidly with increasing glr from zero to 0.5 and then decreases slightly with increasing glr. the aim of this study was to investigate the range of hydrodynamic instability formed in the effervescent atomizer with respect to the volumetric flow of gas and liquid.