مکانیک هوافضا (Sep 2022)
مطالعه عددی تاثیر پارامترهای هندسی اسپری در جریان سوخت و هسته هوا در اتمایزر چرخشی فشاری انتهای باز
Abstract
در این پژوهش به بررسی عددی جریان داخلی اتمایزر فشار-چرخشی انتها باز پرداخته خواهد شد که کاربرد زیادی در موتور توربین گازی و پیشرانه‌های فضایی دارد. برای شبیه‌سازی جریان داخلی اتمایزر از مدل چند فازی حجم سیال بهره گرفته‌شده است. همچنین به دلیل ماهیت جریان چرخشی داخل اتمایزر از مدل توربولانسی RNG k-ε استفاده گردید. به‌منظور دستیابی به نتایج بهتر از مش سازمان‌یافته استفاده شد. در این پژوهش پارامترهای اسپری، نظیر ضخامت فیلم مایع، زاویه چتر پاشش، ضریب تخلیه و کانتورهای توزیع سرعت و فشار موردمطالعه قرار خواهد گرفت. شبیه‌سازی اتمایزر انتهای باز با نسبت L⁄D=5 و همچنین استفاده از مش سازمان‌یافته و لحاظ کردن سوخت کروسین برای ایجاد شرایط نزدیک به کارکرد توربین گازی، ازجمله مواردی بود که پژوهش حاضر را با دیگر پژوهش‌ها متمایز می‌سازد. همچنین نتایج نشان داد که در فشار 5/0 مگا پاسکال زمان لازم برای رسیدن سوخت در اتمایزر مورداستفاده کمتر از 5/1 میلی‌ثانیه بوده و نیز با روش حجم سیال علاوه بر مدل جریان‌های داخل اتمایزر و دستیابی هیدرودینامیک جریان، می‌توان وجود موج‌ها و شکست چتر پاشش و تبدیل به قطرات بزرگ‌تر را مشاهده نمود. زاویه اسپری و ضریب تخلیه برای اتمایزر موردبررسی به ترتیب برابر 8/74 و 17/0 ثبت گردید.
