مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

شبیه‌سازی عددی جریان دوفازی داخلی اتمایزر گازدار به کمک مدل حجم سیال

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری
2 دانشیار دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
در تحقیق حاضر جریان دوفازی داخل اتمایزر گازدار، در نسبت‌های دبی جرمی گاز به مایع 0.08%، 0.32%، 1.24% و 4.9% و دبی مایع 0.38 L/min، به کمک مدل تعقیب سطح مشترک حجم سیال شبیه‌سازی شده است. هدف از این شبیه‌سازی بررسی رژیم‌های جریان دوفازی داخل اتمایزر گازدار و تآثیر آن بر کیفیت اتمیزاسیون و همین‌طور بررسی ناپایداری‌های سطح مشترک مایع- گاز در رژیم‌های مختلف جریان دوفازی داخل اتمایزر می‌باشد. با توجه به بالا بودن سرعت فاز گازی در دبی مایع ثابت و نسبت‌های دبی جرمی گاز به مایع بالا، اثر تراکم‌پذیری فاز گازی، که در مطالعات قبلی لحاظ نشده، در نسبت دبی جرمی گاز به مایع 1.24% و 4.9% در نظر گرفته شده است. همین‌طور در تمام شبیه‌سازی‌ها، اثر نیروی گرانشی لحاظ شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند که با افزایش دبی جرمی گاز به مایع، رژیم جریان دوفازی داخل مجرای تخلیه اتمایزر گازدار از رژیم جریان حبابی با حباب‌های کشیده به رژیم جریان حلقوی انتقال می‌یابد. همین‌طور با انتقال رژیم جریان از رژیم جریان حبابی به رژیم جریان حلقوی، ضمن کاهش ضخامت فیلم مایع خارج شونده از روزنه تخلیه، ناپایداری-های سطح مایع در رژیم جریان حلقوی افزایش یافته و لیگامنت‌های جدا شده از سطح مایع کوتاه‌تر، باریک‌تر و ناپایدارتر می‌شوند. این نوع رژیم جریان برای اتمایزر گازدار بسیار مؤثر می-باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical simulation of two-phase flow within an effervescent atomizer using volume of fluid model

نویسندگان English

Zahra Alizadeh Kaklar 1
mohamadreza ansari 2
2 -
چکیده English

In the present study two-phase flow within the effervescent atomizer has been simulated by the volume of fluid interface tracing model using 0.08%, 0.32%, 1.24%, and 4.9% gas-to-liquid mass ratios and 0.38 L/min liquid flow rate. The purpose of this simulation is to study two-phase flow regimes within the effervescent atomizer and their effect on the atomization quality. This study also considers the gas-liquid interface instabilities in different two-phase flow regimes inside the atomizer. The compressibility of gas phase which is rear in literature survey included in gas-to-liquid mass ratios of 1.24% and 4.9%, due to the high gas phase velocity in constant liquid flow rate and high gas-to-liquid mass ratios. The effect of gravitational force is considered in all simulations. The results of the simulation indicate that by increasing the gas-to-liquid mass ratio, the two-phase flow regime inside the discharge passage transfers from bubbly flow regime with long bubbles to annular flow regime. In addition to decreasing the liquid film thickness coming out from discharge orifice (during transform of the flow regime from bubbly flow to annular flow), the liquid interface instabilities increase in the annular flow regime and besides, where segregated ligaments from the liquid interface become shorter, thinner and more unstable. This type of regime is the most efficient flow behavior for the effervescent atomizer.

کلیدواژه‌ها English

Effervescent atomizer
Gas-Liquid Two phase Flow
Volume of Fluid model
Gas-to-Liquid mass ratio