تبخير قطرات چند‌جزئي در فشار زياد

كارشناسي ارشد

تحقيقات تئوري در زمينه تبخير اسپري و فرآيندهاي احتراقي موتورهاي مصرف‌كننده‌ي سوخت مايع معمولا نيازمند محاسبه‌ي نرخ تبخير قطرات است. تخمين مشخصه‌هاي مهم موتور مانند ميزان مصرف سوخت و توليد آلاينده‌ها به دقت مدل‌هاي ارائه شده براي تبخير قطرات بستگي دارد. به همين منظور در پايان‌نامه حاضر تبخير قطرات چندجزئي در دما و فشار زياد به صورت عددي و با رويكرد گذرا مدل‌سازي شده ‌است. در فاز گاز، معادلات بقاي اجزاء، مومنتوم و انرژي، و در فاز مايع، معادلات بقاي اجزاء و بقاي انرژي با در نظر داشتن تغييرات مكاني و زماني خواص برحسب دما و فشار و با فرض تعادل فوگاسيته در سطح مشترك و معادله حالت گاز واقعي پنگ-رابينسون با رويكرد حجم محدود حل شده‌اند. ابتدا نتايج مدل‌‌سازي براي سوخت‌هاي تك و دوجزئي با فراريت مختلف و در گستره‌هاي دمايي و فشاري متنوع اعتبارسنجي شده و مشاهده گرديد كه نتايج مدل حاضر مطابقت خوبي با داده‌هاي تجربي موجود در ادبيات دارند. سپس فرآيند تبخير قطره دوجزئي تشريح و براي مطالعه تأثير فشار در دماهاي مختلف، اثر تغييرات فشار بر قطره‌ي دوجزئي هپتان-هگزادكان بررسي شد. همچنين مشاهده گرديد كه در دماي ثابت، با افزايش فشار تا 2 مگاپاسكال عمر قطره افزايش يافته ولي افزايش فشار به 5/2 مگاپاسكال، منجر به كاهش عمر قطره مي‌شود. در ادامه تاثير معادلات حالت مختلف بر پيش‌بيني عمر قطره مطالعه شد. همچنين تأثير فشار و دماي محيط بر فوق بحراني شدن دماي سطح قطره بررسي‌ گرديده و مشاهده شد كه در فشار و دماي به ‌اندازه كافي زياد، سطح قطره مي‌تواند به حالت فوق بحراني برسد. درنهايت تبخير سوخت‌ صنعتي ديزل كه به‌صورت تركيب 6 جزئي درنظر گرفته شده، در فشار زياد و محدوده دمايي متنوع مطالعه شد. افزايش دما و فشار به ترتيب سبب كاهش و افزايش عمر ديزل مي‌شود.

194527

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي هوافضا

دكتر حجت قاسمي