بررسی تجربی عدم قطعیت در آزمون اسپری: مطالعه موردی بر روی اتمایزر فشاری-پیچشی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، مهندسی هوافضا، دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 دانشیار، مهندسی هوافضا، دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

در تحقیق حاضر عدم قطعیت در توزیع اندازه قطرات به عنوان مهمترین مشخصه اسپری اتمایزر فشاری-پیچشی مورد مطالعه قرار گرفته است. توزیع اندازه قطرات اسپری یک اتمایزر نمونه با استفاده از تکنیک سایه نگاری در فشارهای مختلف پاشش و در موقعیت­های مختلف طولی، شعاعی و محیطی مخروط اسپری اندازه­گیری شده است. حداقل تعداد نمونه­های آزمون، با بهینه سازی آنتروپی در توزیع غیرپارامتری اندازه قطرات، حاصل گردید. توابع توزیع پارامتری لاگ-نرمال، روزین-رملر و گاما بر داده­های آزمون برازش گردید و مشاهده شد که تابع توزیع گاما بیشترین سازگاری را با داده­های آزمون دارد. اثر فشار بر روی تابع توزیع مورد بررسی قرار گرفته و مشاهده شد که در مرحله تغییر رژیم اتمیزاسیون، پارامترهای شکل و مقیاس تغییر چشمگیری می‌کنند ولی پس از آن با افزایش فشار این پارامترها تقریبا ثابت هستند. یکنواختی اسپری به عنوان یکی دیگر از مولفه­های عدم قطعیت بصورت کمی ‌با دو مفهوم پراکندگی و ناهمگونی، مورد ارزیابی قرار گرفت. مشاهده گردید با افزایش فشار پاشش، پراکندگی در بخشهای مختلف مخروط اسپری، دستخوش تغییر می­گردد ولی پراکندگی کل تقریبا ثابت است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  1. Lazik , Doerr T., Bake S., Bank R. and Rackwitz L., Development of Lean-Burn Low-NOx Combustion Technology at Rolls-Royce Deutschland, In Proceedings of ASME Turbo Expo 2008: Power for Land, Sea and Air, Berlin, Germany, 2008.
  2. Mongia H. C., Engineering Aspects of Complex Gas Turbine Combustion Mixers Part I: High ∆ In 49th AIAA Aerospace Sciences Meeting, Orlando, Florida, 2011.
  3. Liu Y., Sun X., Sethi V., Nalianda D., Li Y. and Wang L., Review of modern low emissions combustion technologies for aero gas turbine engines. Progress in Aerospace Sciences, Vol. 94, pp. 12-45, 2017.
  4. Mongia H. C., Future Trends in Commercial Aviation Engines’ Combustion in Novel Combustion Concepts for Sustainable Energy Development. Springer, New Delhi, 2014.
  5. Li M., Wang Z., Xu R., Zhang X., Chen Z. and Wang Q., Advances in plasma-assisted ignition and combustion for combustors of aerospace engine. Aerospace Science and Technology, 117,106952, 2021.
  6. Liu C., Liu F., Yang J., Mu Y. and Xu G., Investigations of the effects of spray characteristics on the flame pattern and combustion stability of a swirl-cup combustor. Fuel, 139, pp. 529-536, 2015.
  7. Rock N., Emerson B., Seitzman J. and Lieuwen T., Near-lean blowoff dynamics in a liquid fueled. Combustion and Flame, 212, pp. 53-66, 2020.
  8. Temme , Allison P. and Driscoll J., Combustion instability of a lean premixed prevaporized gas turbine combustor studied using phase-averaged PIV. Combustion and Flame, Vol. 161, Issue 4, pp. 958-970, 2014.
  9. Sun Y., Alkhedhair A., Guan Z. and Hooman K., Numerical and experimental study on the spray characteristics of full-cone pressure swirl atomizers, Energy, Vol. 160, pp. 678-692, 2018.
  10. Liu C., Liu F., Yang J., Mu Y., Hu C. and Xu G., Experimental investigations of spray generated by a pressure swirl Atomizer, Journal of the Energy Institute, Vol. 92, Issue 2, pp. 210-221, 2018.
  11. Dafsari R., Lee H., Han J. and Lee J., Evaluation of the atomization characteristics of aviation fuels with different viscosities using a pressure swirl atomizer, International Journal of Heat and Mass Transfer, 145, 118704, 2019.
  12. Fan , Liu C., Mu Y., Lu H., Yang J. and Xu G., Experimental Investigations of Spray Characteristics of a Pressure-Swirl Atomizer, Journal of Power and Energy, Vol. 234, Issue 5, 2019.
  13. He X., Chen C., Yang Y., Yan Z., Experimental study on the flow field distribution characteristics of an open-end swirl injector under ambient pressure, Aerospace Science and Technology, Vol. 98, 105691, 2020.
  14. Wang K., Fan X., Liu F., Liu C., Lu H. and Xu G., Experimental Studies on Fuel Spray Characteristics of Pressure-Swirl Atomizer and Air-Blast Atomizer, Journal of Thermal Science, Vol. 30, pp. 729-741, 2021.
  15. Vankeswaram S., Deivandren S., Size and velocity characteristics of spray droplets in near-region of liquid film breakup in a swirl atomizer, Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 130, 110505, 2022.
  16. حسینعلی­پور م.، کریمایی ح. و امی ف.، تحلیل تجربی مشخصات اسپری خروجی از یک انژکتور جریان چرخشی. مجلۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، د. 46، ش. 4، ص 69-75، 1395.
  17. اکبری ن.، بررسی تجربی و تحلیلی مشخصه­های عملکردی انژکتور فشاری-پیچشی دوگانه. مجلۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، د. 49، ش. 3، ص 29-37، 1398.
  18. Panao M.; Assessment of measurement efficiency in laser- and phase-Doppler techniques: An information theory approach; Measurement Science and Technology, 23(12), 125304, 2012.
  19. Panao M.; Redefining spray uniformity through an information theory approach; Atomization and Sprays, Vol. 26(11), pp. 1069-1081, 2016.
  20. Panao M., Monita A., and Moreira A.; Review On the Statistical Characterization of Sprays; Applied Sciences, Vol. 10(17), 6122, 2020.
  21. Scott D. W., "Multivariate Density Estimation, Theory, Practice and Visualization”; John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey,2015.
  22. Panao M., Why drop size distribution in sprays fit the Log-Normal, Physics of Fluids, Vol. 35, Issue 1, 011701, 2022.
  23. Eggers and Villermaux E., Physics of Liquid Jet, Reports on Progress in Physics, Vol. 71, 036601(79 pp), 2008.
  24. Lefebvre A.H., McDonell V.C., "Atomization and Sprays”; CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton ,2017.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار