بررسی تجربی و عددی هیدرودینامیک انژکتور مارپیچی و ارائة پارامترهای حل سازگار با مشخصات اسپری

Abstract

استفاده از انژکتورهای مارپیچی از جمله روش‌های متداول و مناسب در اسپری مایعات است. در این مقاله، نخست عملکرد این نوع انژکتورهای تک‌پایه به‌روش تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. سپس، اثر دو پارامتر هندسی مهم در این انژکتورها؛ یعنی قطر اوریفیس خروجی و زاویة مارپیچ، به‌عنوان کمیت‌هایی که اثر غالب دارند، بررسی ‌شده است. نتایج تجربی نشان می‌دهد که کاهش زاویة مارپیچ و افزایش قطر اوریفیس خروجی، قطر میانگین ساوتر قطرات را افزایش می‌دهند. در ادامه، شبیه‌سازی عددی اسپری انژکتور پیچشی با استفاده از نرم‌افزار متن‌باز اوپن‌فوم در دو تست مختلف انجام و پارامترهای ضریب شکست اولیه و پارامتر توزیع در مدل عددی به‌صورتی سازگار با نتایج تجربی و در محدودة فشاری پایین ارائه شده است. نتایج عددی نشان می‌دهد که انتخاب مقادیر 5 و 3 برای ضریب شکست اولیه و همین‌طور مقادیر 3 و 2/3 برای پارامتر توزیع به‌ترتیب در تست‌های اول و دوم، سرعت و توزیع اندازة قطرات حاصل از اسپری را با دقت خوبی پیش‌بینی می‌کند. با استفاده از ثابت‌های به‌دست‌آمده می‌توان اسپری مخروطی توخالی انژکتورهای مارپیچی در محدودة فشاری پایین (پایین‌تر از 15 بار) را از این ‌پس مستقل از نتایج تجربی مدلسازی کرد.