در تحقیق حاضر برخورد یک قطره توخالی ZrO2 در حالت کاملا مذاب و نیمه مذاب به سطح، بصورت عددی شبیه‌سازی شده است. در ابتدا با ارائه یک مدل تحلیلی، تولید ذره توخالی از ذره آگلوموره بررسی شده است. با کمک این مدل می‌توان قطر ذره، قطر هسته جامد و ضخامت پوسته ذره توخالی تولیده شده را پیش‌بینی کرد. نتایج این بخش نشان می‌دهد در مقادیر تخلخل اولیه کم (p = 0.2) ذره توخالی بوجود نمی‌آید. در ادامه، از داده‌های مدل تحلیلی به عنوان داده‌های ورودی برای شبیه‌سازی عددی استفاده شده است. در مدل عددی، هسته جامد مرکزی بصورت یک سیال با ویسکوزیته بالا در نظر گرفته شده است. با توجه به وجود گاز محبوس در قطره توخالی، تغییرات چگالی و حجم گازدر حین برخورد به سطح بسیار مهم می‌شوند. ازاینرو شکل تراکم‌پذیر معادلات حاکم استفاده شده است. نتایج حاصل نشان می‌دهد که هیدرودینامیک و زمان انجماد برخورد یک قطره توخالی کاملا مذاب به سطح، با برخورد قطره توخالی نیمه مذاب به سطح، تفاوت دارد. وجود هسته جامد مرکزی در حالت قطره نیمه مذاب، مانع از تشکیل جت ناهمسو می‌شود. به همین دلیل، یک قطره توخالی نیمه مذاب، سریعتر از یک قطره توخالی کاملا مذاب، منجمد می‌شود. زمان کلی انجماد در حالت کاملا مذاب، 35 μs و در حالت نیمه مذاب، 12 μs است. .همچنین اسپلت حاصل برخورد یک قطره نیمه مذاب، پیوسته‌تر از اسپلت یک قطره کاملا مذاب است.

واژه‌های کلیدی: قطره نیمه مذاب، مدل کسر حجمی سیال، جریان تراکم‌پذیر، انجماد

متن کامل [PDF 1628 kb]   (5272 دریافت)