مدلسازی عددی دینامیک قطرات باردار در افشانه الکتروهیدرودینامیکی با در نظر گرفتن فروپاشی اولیه

Abstract

اندازه قطرات و توزیع مولفه­های سرعت محوری و شعاعی قطرات در یک الکترواسپری تولید شده از مخروط تیلور، توسط توسعه یک کد کامپیوتری در محیط FORTRAN، مدل شده است. دینامیک قطرات با درنظرگرفتن جریان دو-فازی رقیق و روش لاگرانژی، شبیه­سازی شده و تاثیر هوای ساکن اطراف آن بصورت یکطرفه لحاظ گردیده است. مدلی نیز برای تعیین قطر اولیه قطرات و فاصله فروپاشی اولیه جت ارائه شده که قادر به محاسبه فروپاشی اولیه است. این مدل به صورت تابعی از دبی، فاصله نازل تا صفحه زیرین، ولتاژ اعمالی، و مشخصات سیال در یک میدان الکتریکی بصورت الکتروهیدرودینامیکی دو-بعدی شبیه سازی شده است. تغییر اندازه قطرات در عبور از اسپری بدلیل تبخیر تا رسیدن به حد رایلی در نظر گرفته شده است. در مدل بکار رفته سیال عامل به صورت سیال لزج و تراکم ناپذیر در هوای ساکن تک دما لحاظ و میدان الکتریکی خارجی با اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی بین نازل و صفحه زیرین ایجاد گردیده است. در نهایت توزیع مکانی، زاویه چتراسپری، اندازه و سرعت آنها با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است که نشان دهنده مطابقت خوب نتایج ارائه شده می­باشد.