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 تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

1 دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مکانیک

2 دانشجوی دکتری، مهندسی هوافضا، دانشگاه تهران، پردیس کیش، ایران

3 دانشکده مهندسی مکانیک. دانشگاه نوشیروانی بابل

4 پارک علم و فناوری دانشگاه تربیت مدرس

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


عنوان مقاله [English]

Prediction of droplet size and velocity distribution based on maximum entropy formulation by nonlinear instability analysis of liquid sheet spray and turbulent of nozzle flow

نویسندگان [English]

  • Fathollah Ommi 1
  • Dooman Poorrajab Sufinai 2
  • Davood Doomiri Ganji 3
  • Seyed Hossein Moosavi 4
1 Tarbiat Modares University
2 : Ph.D. Student, Aerospace. Eng., Tehran Univ.,Pardis Kish, Iran
3 NIT university
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.