مطالعه عددی تاثیر پارامترهای هندسی اسپری در جریان سوخت و هسته هوا در اتمایزر چرخشی فشاری انتهای باز

در این پژوهش به بررسی عددی جریان داخلی اتمایزر فشار-چرخشی انتها باز پرداخته خواهد شد که کاربرد زیادی در موتور توربین گازی و پیشرانه‌های فضایی دارد. برای شبیه‌سازی جریان داخلی اتمایزر از مدل چند فازی حجم سیال بهره گرفته‌شده است. همچنین به دلیل ماهیت جریان چرخشی داخل اتمایزر از مدل توربولانسی rng k-ε استفاده گردید. به‌منظور دستیابی به نتایج بهتر از مش سازمان‌یافته استفاده شد. در این پژوهش پارامتر‌های اسپری، نظیر ضخامت فیلم مایع،‌ زاویه چتر پاشش، ضریب تخلیه و کانتورهای توزیع سرعت و فشار موردمطالعه قرار خواهد گرفت. شبیه‌سازی اتمایزر انتهای باز با نسبت l⁄d=5 و همچنین استفاده از مش سازمان‌یافته و لحاظ کردن سوخت کروسین برای ایجاد شرایط نزدیک به کارکرد توربین گازی، ازجمله مواردی بود که پژوهش حاضر را با دیگر پژوهش‌ها متمایز می‌سازد. همچنین نتایج نشان داد که در فشار 0.5 مگا پاسکال زمان لازم برای رسیدن سوخت در اتمایزر مورداستفاده کمتر از 1.5 میلی‌ثانیه بوده و نیز با روش حجم سیال علاوه بر مدل جریان‌های داخل اتمایزر و دست‌یابی هیدرودینامیک جریان، می‌توان وجود موج‌ها و شکست چتر پاشش و تبدیل به قطرات بزرگ‌تر را مشاهده نمود. زاویه اسپری و ضریب تخلیه برای اتمایزر موردبررسی به ترتیب برابر 74.8 و 0.17 ثبت گردید.

numerical study of the effect of spray geometric parameters on fuel flow and air core in open-end pressure-swirl atomizer

in this research, the internal flow of open-end pressure-swirl atomizer, which has many applications in gas turbine engines and space propulsion, is investigated numerically. a multi-phase fluid volume model is used to simulate the internal flow of the atomizer. also, due to the nature of the rotational flow inside the atomizer, the rng k-ε turbulence model was used. structured mesh has been used to achieve better results. in this research, spray parameters such as liquid film thickness, spray cone angle, discharge coefficient and velocity and pressure distribution contours have been studied. simulation of an open-end atomizer with an l⁄d = 5 ratio, as well as the use of a structured mesh and the inclusion of kerosene fuel to create conditions close to the operation of a gas turbine, are among the things that differentiate the present study from other studies. the results also show that at a pressure of 0.5 mpa, the time required to reach the fuel in the atomizer used is less than 1.5 milliseconds and the failure of the to spray cone and turn into larger droplets can be observed. the spray angle and discharge coefficient for the studied atomizer were 74.8 and 0.17, respectively.