علوم و فناوری فضایی

علوم و فناوری فضایی

تخمین توزیع قطر و سرعت اسپری به روش ماکزیمم انتروپی با استفاده از تحلیل غیر خطی ناپایداری و شبیه‌سازی توربولانس جریان بالا دست

نوع مقاله : مقالة‌ پژوهشی‌

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
2 دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه تهران، پردیس کیش، کیش، ایران
3 دانشکده مهندسی مکانیک. دانشگاه نوشیروانی بابل، بابل، ایران
4 پارک علم و فناوری ، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
چکیده
در این تحقیق سعی شده با توجه به مشخصات جریان بالادست و بدون نیاز به اندازه‌گیری تجربی، توزیع قطر و سرعت تعیین -گردد. در ابتدا با استفاده از نرم افزار فلوئنت، جریان توربولانس داخل نازل به وسیله مدل دو معادله‌ای k-ε شبیه‌سازی شده و انرژی توربولانس نازل در خروجی نازل تعیین می‌گردد، سپس با استفاده از تحلیل رشد غیرخطی اغتشاشات طول شکست افشانه و فرکانس حداکثر ناپایداری تعیین گشته و در نتیجه آن قطر میانگین شکست اولیه تعیین می‌گردد. همچنین مدل ماکزیمم انتروپی چهارمعادله‌ای با توجه به ورودی جریان بالادست توسعه یافته و در ادامه ترم‌های چشمه ممنتوم و انرژی مدل ماکزیمم انتروپی با استفاده ازنتایج شبیه‌سازی جریان توربولانس نازل و تحلیل ناپایداری تعیین می‌گردد. در ادامه نتایج مدل ماکزیمم انتروپی ابتدا با ورودی‌های تجربی ارزیابی شده و سپس نتایج مدل با ورودی جریان بالادست تعیین می‌گردد. این نتایج نیز با نتایج تجربی مقایسه گردیده که همخوانی مناسبی را نشان می‌دهد
کلیدواژه‌ها

1.   Dumouchel, C., "The maximum entropy formalism and the prediction of liquid spray drop-size distribution" Entropy, Vol. 11, No. 4, 2009, pp. 713-747.
2.   Bodaghkhani, A., Colbourne, B. and Muzychka, Y.S., "Prediction of droplet size and velocity distribution for spray formation due to wave-body interactions," Ocean Engineering,. Vol. 155, 2018, pp. 106-114.
3.   Asadollahzadeh, M. and et al., "Using maximum entropy, Gamma, Inverse Gaussian and Weibull approach for prediction of drop size distribution in a liquid–liquid extraction column," Chemical Engineering Research and Design, Vol. 117,2017, pp. 637-647.
4.   Movahednejad, E., Ommi, F. and Hosseinalipour, S.M., "Prediction of droplet size and velocity distribution in droplet formation region of liquid spray," Entropy, Vol. 12, No. 6, 2010, pp. 1484-1498.
5.   Hosseinalipour, S.M., Karimaei, H. and Movahednejad, E., "Droplets diameter distribution using maximum entropy formulation combined with a new energy-based sub-model," Chinese journal of chemical engineering, Vol. 24, No. 11, 2016, pp. 1625-1630.
6.   Tayeb, R. and et al., "Both experimental and numerical investigation on breakup length of cylindrical falling jet," Procedia Engineering, Vol. 56, 2013, pp. 462-467.
7.   Omocea, I.L. and et al., "Breakup of Liquid Jets," Energy Procedia, Vol. 85, 2016, pp. 383-389.
8.   Yao, S., Zhang, J. and Fang, T., "Effect of viscosities on structure and instability of sprays from a swirl atomizer," Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 39, 2012, pp. 158-166.
9.   Ibrahim, A. and Jog, M., "Nonlinear instability of an annular liquid sheet exposed to gas flow," International Journal of Multiphase Flow, Vol. 34, No. 7, 2008, pp. 647-664.
10. Zhao, H. and et al., "Transition Weber number between surfactant-laden drop bag breakup and shear breakup of secondary atomization," Fuel, Vol. 221, 2018, pp. 138-143.
 

  • تاریخ دریافت 21 خرداد 1397
  • تاریخ بازنگری 07 اسفند 1397
  • تاریخ پذیرش 22 اسفند 1397
  • تاریخ اولین انتشار 01 فروردین 1399