بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش انژکتور چرخشی و محفظه احتراق به صورت دو بعدی مدل شده است. شبیه سازی به صورت تک فاز و استفاده از معادله حالت کیوبیک SRK انجام پذیرفت. افزایش ثابت هندسی انژکتور، باعث کاهش ضخامت فیلم مایع و افزایش زاویه مخروطی خروجی شد. میتوان پیش بینی کرد که کارایی بهتر یک انژکتور، با افزایش دهانه تخلیه یا کاهش فیلم مایع و افزایش زاویه مخروطی خروجی میسر خواهد شد. حل با فرض جریان آرام منطقه گذار، خصوصیات سیال را نمیتوانست به خوبی نشان دهد. اما مدل آشفته نسبت به مدل آرام منطقه گذار، خصوصیات سیال را بهتر نشان میدهد.
.1 مقدمه
لئونگ و همکاران [1] مطالعه مروری کاملی روی مطالعات تئوری و تجربی در زمینه تزریق جت به صورت جریان متقاطع1 انجام دادند. کلارک[2] یک جت مایع را با شبیهسازی قطره آب و جت مایع که در معرض جریان هوا با سرعت زیاد را مورد مطالعه قرار داد. شکل 1 مدل شکست قطره قیاس دادهشده با جت مایع مربوط به تحقیقات کلارک را نمایش میدهد.
شکل 1 مدل شکست قطره قیاس داده شده با جت مایع مربوط به تحقیقات کلارک
آدلبرگ [3] نیز مدل مشابهی برای بررسی جت مایع با شبیهسازی آن با قطره ارائه نمود. شتز و پدهی [4] به صورت تئوری و با فرض در نظر گرفتن یک حجم کنترل اطراف جت مایع به معادلاتی برای مسیر حرکت جت رسیدند. بر طبق مطالعات تئوری آنها نسبت ممنتوم مایع به گاز به صورت زیر است.
نژاد و شتز [5] تمرکز خود را بیشتر روی اتمیزاسیون و شکست اولیه جت در جریان متقاطع معطوف کردند. اگرچه آنها در تحقیقات خود فقط جریان متقاطع فوق صوت را بررسی نمودند. چن و همکاران [6] از روش عکاسی صفحه لیزری به منظور مطالعه اثر نسبت ممنتوم بر نفوذ جت استفاده نمودند. آنها با تغییر نسبت ممنوم از 3 به 45 در فشار 1 و 2 بار و دمای اتاق و عدد ماخ 4 .0 به معادله نهایی زیر برای طول نفوذ رسیدند.
وو و همکاران[6] با بهرهگیری از یک مدل مربوط به پدیده شناسی1 برای بررسی نفوذ جت مایع بر اساس آزمایشها خودشان به نتایج مهمی رسیدند بهطور که نتایج آزمایشها آنان جزء مراجع کلیدی در این حوزه به شمار میآید. آنها یک ستون مایع را با یک ستون مایع حلقوی مدل نمودند و با استفاده از موازنه ساده نیرو به خط سیر جت مایع بهوسیله آنالیز رگرسیون رسیدند. آنها ضریب معادله خود را بر اساس روش گراف سایه2 پیدا کردند. آنها رژیمهای شکست جت را بر اساس عدد وبر طبقهبندی نمودند. شکل 2 مدل شکست جت مربوط به آزمایشها وو و همکاران را نشان میدهد.
شکل 2 مدل شکست جت مربوط به آزمایشها وو و همکاران
محاسبات آنان در دما و فشار معمولی انجام شد. نسبت ممنتوم در تحقیقات آنان بین 4 و 185 و عدد ماخ بین 2 .0تا4 .0 بود. در پایان آنها معادلات زیر را معرفی نمودند:
- 1 خط سیر ستون مایع
- 2 ارتفاع نقطه شکست ستون مایع:
- 3 فاصله محوری تا نقطه شکست ستون مایع
وو و همکاران[7] تحقیقات قبلی خویش را با تمرکز بر قسمت متقاطع جت و توزیع جرم مایع گسترش دادند و معادلات زیر را ارائه نمودند.
مازالون و همکاران[8] به صورت آزمایشگاهی شکست اولیه جت مایع حلقوی درون جریان متقاطع گاز را بررسی نمودند. تمرکز اصلی آنها روی رژیم اولیه جت، ویژگیهای دگردیسی1 جت، زمان شروع شکست اولیه و ستون مایع بود. محاسبات تجربی آنان در شرایط اتاق با نسبت ممنتوم 100تا800 انجام شد. نتایج آنان شباهت کیفی بین شکست اولیه و جتهای حلقوی مایع آرام در جریان متقاطع و شکست ثانویه قطرات را نشان داد. این شباهت در بسیاری از تحقیقات دیگر موردنظر قرار گرفت و تمامی مدلهای شکست بررسیشده در بالا از یک معیار زمانی برای شکست جت در شرایط ثابت استفاده نمودند. شکل 3 نواحی مختلف شکست جت را برای قطرهی در معرض جریان متقاطع را نمایش میدهد.
شکل -3 نواحی مختلف شکست جت را برای قطرهی در معرض جریان متقاطع
