6532

6532

تبخير قطرات تك جزئي در فشار زياد

كارشناسي

مكانيك

1398

دكتر حجت قاسمي

1398/09/02

مكانيك

Single-component droplet Vaporization at High Pressure

چكيده مطالعات تبخير قطره در شرايط عملكردي الزمه ورود به مبحث كاربردي اسپريها است. عملكرد محفهههاي احتراق و موتورها وابستگي قابلتوجهي بهدقت مدل استفادهشده براي تبخير قطرات در فرآيند طراحي دارد. بهمنهور افزايش دقت اين مدلها، در اين مطالعه تبخير قطره تكجزئي در فشار بيشتر از اتمسفريك بررسيشده است. در اين مدل، معادالت گذراي بقاي اجزاء، مومنتوم و انرژي در فاز گاز و معادله بقاي انرژي در فاز مايع، با درنهر گرفتن تغييرات مكاني و زماني خواص برحسب دما و فشار و با فرض تعادل سطح فوگاسيته، بهصورت عددي حلشدهاند. نتايج مدل براي سوختهايي با فراريت كم و زياد و در گسترههاي دمايي و فشاري متنوع، مطابقت خوبي با دادههاي تجربي موجود در ادبيات دارد. بهمنهور مطالعه تأثير فشار در دماهاي مختلف، اثر تغييرات فشار بر سه سوخت هپتان، دكان و هگزادكان بررسي شد. مشاهده گرديد كه براي هر سه سوخت در دماهاي كم، افزايش فشار منجر به افزايش عمر قطره و در دماهاي زياد، افزايش فشار منجر به كاهش عمر قطره ميشود. سپس با بررسي تغييرات تعادل سطح در فشارهاي مختلف، نقش فوگاسيته بر پديده فوق مورد ارزيابي قرار گرفت. مشاهده شد كه در دماهاي باال، تغييرات فشار تأثير اندكي بر تعادل سطح ميگذارند. به همين دليل نقش تغييرات نفوذ جرمي در اين دما كاهش يافته و انتقال حرارت اهميت بيشتري مييابد. درنهايت تأثير فشار و دماي محيط بر فوق بحراني شدن دماي سطح قطره بررسيشد و مشاهده شد كه در فشار و دماي بهاندازه كافي زياد، قطره ميتواند به حالت فوق بحراني برسد. در حال حاضر، مدلهاي موجود قادر به بررسي فرآيند تبخير فوق بحراني نيستند. همچنين نتايج بيانگر اين بود كه در دماي كاهيده ثابت، هيدروكربنهاي سنگينتر در فشار كاهيده كمتري ميتوانند به حالت فوق بحراني برسند. در ادامه سعي شد با استفاده خواص موجود در اين مطالعه، بر اسام انتقال حرارت و انتقال جرم، رفتارهاي مشاهدهشده توجيه شوند.

تبخير قطره , تك جزئي , فشار زياد , فوگاسيته , حل عددي