2
بخش تحقیق و توسعه شرکت مهندسی و ساخت توربین مپنا
چکیده
تحقیق پیش رو به‌منظور بررسی تجربی نوع شکست و میزان نفوذ جت مایع در جریان پاشش متقاطع صورت گرفته است. برای مطالعه پارامترهای مورد‌نظر از تکنیک شلرین استفاده شده است. این تکنیک ترکیبی از آینه‌های مقعر و عدسی‌های محدب است که در صورت وجود دوربین پر‌سرعت و منبع نور مناسب امکان ثبت تصاویر مفید و کاربردی وجود خواهد داشت. در نهایت، با پردازش تصاویر توسط نرم‌افزار می‌توان به اطلاعات موردنیاز دست یافت. آزمایش در دما و فشار محیط و سرعت گاز مادون صوت انجام شد. دو عامل مهم بر میزان نفوذ جت، نسبت شار‌مومنتوم و عدد وبر می‌باشند. در این تحقیق، نسبت شار‌مومنتوم بین 32 تا 57 و عدد وبر گاز بین 5/0 تا 1 در نظر گرفته شده‌اند. دو نوع شکست قابل مشاهده است: شکست ستونی و شکست سطحی. ارتباطی بین نفوذ جت با نسبت شار‌مومنتوم، عدد وبر، طول شکست در جهت جریان و طول شکست در راستای عمود بر جریان به‌دست آمده است. طبق نتایج، کاهش سرعت جریان گاز و افزایش نسبت شار‌مومنتوم افزایش نفوذ‌پذیری را در پی دارد. همچنین، شکست سطحی تولید ذرات بیشتری را نسبت به شکست ستونی به همراه دارد.
Surya Prakash, R., Sinha, A., Raghunandan, B.N., Tomar, G., and Ravikrishna, R.V. “Breakup of Volatile Liquid Jet in Hot Cross Flow”, Procedia IUTAM, Vol.15, pp.18-25, 2015.
Aalburg, C., G. Faeth, and K. Sallam. “Primary Breakup of Round Turbulent Liquid Jets in Uniform Crossflow”, the 43rd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. 2005.
Lubarsky, E., Shcherbik, D., Bibik, O., Gopala, Y., Zinn, B. T. “Fuel Jet in Cross Flow-Experimental Study of Spray Characteristics”, INTECH Open Access Publisher, 2012.
Mazallon, J., Dai, Z. and Faeth, G. M. “Aerodynamic Primary Breakup at the Surface of Nonturbulent Round Liquid Jets in Cross-Flows”, the 36th Aerospace Science Meeting & Exhibit, Reno, NV, Paper No. AIAA - 716. 1998.
Eslamian, M., A. Amighi, and N. Ashgriz. "Atomization of liquid jet in high-pressure and high-temperature subsonic crossflow." AIAA journal 52.7 (2014): 1374-1385.
Anubhav, S. and Ravikrishna, R.V. “Studies on Spray in Crossflow for a Cavity Combustor”, the 49th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. 2013. 3775.
Erinc, E., Kontis, K. and Saravanan, Selvaraj. “Penetration Characteristics of Air, Carbon Dioxide and Helium Transverse Sonic Jets in Mach 5 Cross Flow”, Sensors, Vol. 14, No. 12, pp. 23462-23489, 2014.
Hui, Y.A.N.G., Feng, L.I., and Baigang, S.U.N. “Trajectory Analysis of Fuel Injection into Supersonic Cross Flow Based on Schlieren Method”, Chinese Journal of Aeronautics, Vol.25, No.1, pp. 42-50, 2012.
Settles, G.S. “Schlieren and Shadowgraph Imaging in the Great Outdoors”, The 2nd Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing, Honolulu, Pacific Center of Thermal-Fluids Engineering, Tokyo, 1999.
Kotchourko, N., Kuznetsov, M., Kotchourko, A., Grune, J., Lelyakin, A., and Jordan, T. “Concentration Measurements in a Round Hydrogen Jet, Using Background Oriented Schlieren (BOS) Technique”, International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 39, No. 11 pp. 6201-6209, 2014.
Skeen, S. A., Manin, J., and Pickett, L.M. “Simultaneous Formaldehyde PLIF and High-Speed Schlieren Imaging for Ignition Visualization in High-Pressure Spray Flames”, The Combustion Institute, Vol. 35, No. 3, pp. 3167-3174, 2015.
Gerold, J., Vogl, P., and Pfitzner, M. “New Correlation of Subsonic, Supersonic and Cryo Gas Jets Validated by Highly Accurate Schlieren Measurements”, Experiments in Fluids. Vol. 54, No. 6, pp. 1-15, 2013.
Cabaleiro, J.M., Aider, J.L., Artana, G., and Wesfreid, J. E. “Single Camera Time-Resolved 3D Tomographic Reconstruction of a Pulsed Gas Jet”, Journal of Visualization, Vol. 16, No. 4, pp. 263-274, 2013.
Laurence, S.J., Alexander Wagner, and Klaus, H. “Schlieren-based Techniques for Investigating Instability Development and Transition in a Hypersonic Boundary Layer”, Experiments in Fluids, Vol. 55, No. 8, pp. 1-17, 2014.
Settles, G.S. “Schlieren and Shadowgraph Techniques- Visualizing Phenomena in Transparent Media”, Ger. Springer-Verlag GmbH, Berlin, 2001.
Bugden, W. “Design and Construction of a Supersonic Wind Tunnel with Diagnostics”, PhD Dissertation., Worcester Polytechnic Institute, 2013.
Rothrock, A.M. and Waldron, C.D. “Effect of Nozzle Design on Fuel Spray and Flame Formation in a High-Speed Compression Ignition Engine”, 1937.
Schetz, J.A., Kush, E.A. and Joshi, P. B. “Wave Phenomena in Liquid Jet Breakup in a Supersonic Crossflow”, AIAA journal, Vol. 18, No. 7, pp. 774-778, 1980.
Birouk, M., Azzopardi, B.J., and Stäbler, T. “Primary Breakup of a Viscous Liquid Jet in a Cross Airflow”, Particle & Particle Systems Characterization, Vol. 20, No. 4, pp. 283-289, 2003.
Lakhamraju, R R. “Liquid Jet Breakup Studies in Subsonic Airstream at Elevated Temperatures”, Phd Dissertation. University of Cincinnati, 2005.
اخوین انصاری, راحله, امی, فتح اله, & موحدنژاد, احسان. (1396). مطالعه تجربی جت مایع در جریان پاشش متقاطع توسط تکنیک شلرین. مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 5(1), 17-27.
MLA
راحله اخوین انصاری; فتح اله امی; احسان موحدنژاد. "مطالعه تجربی جت مایع در جریان پاشش متقاطع توسط تکنیک شلرین", مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 5, 1, 1396, 17-27.
HARVARD
اخوین انصاری, راحله, امی, فتح اله, موحدنژاد, احسان. (1396). 'مطالعه تجربی جت مایع در جریان پاشش متقاطع توسط تکنیک شلرین', مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 5(1), pp. 17-27.
VANCOUVER
اخوین انصاری, راحله, امی, فتح اله, موحدنژاد, احسان. مطالعه تجربی جت مایع در جریان پاشش متقاطع توسط تکنیک شلرین. مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 1396; 5(1): 17-27.
)
