بررسی فیزیک پایه جت‌های مایع دو بعدی تزریق شده به درون جریان هوای ساکن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 Hafez ave.

2 صنعتی امیرکبیر*مهندسی هوافضا

چکیده

در این پژوهش، فیزیک جریان جت‌های مایع دو بعدی تزریق شده به درون جریان هوای ساکن به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. از سه انژکتور با ضخامت 0.35 میلیمتر و با ضرایب منظری 30، 60 و 90 برای ایجاد جریان مایع دو بعدی بهره گرفته شده است. آزمایش‌ها در بازه گسترده‌ای از دبی حجمی، بین 10 تا 120 لیتر بر ثانیه انجام شده و تصویربرداری سرعت بالا برای آشکارسازی و ثبت ساختار لحظه‌ای جریان مایع دو بعدی استفاده شده است. به کمک تصاویر آشکارسازی، رفتار جریان جت دو بعدی در رژیم‌های مختلف شناسایی و برای اولین بار در چهار گروه دسته‌بندی شده است. این چهار گروه شامل رژیم قطره‌چکان، رژیم ستونی، رژیم مثلثی و رژیم حفره‌ای می‌شود. همچنین پارامترهای مختلف صفحه جت مایع دو بعدی همچون زاویه همگرایی جت، طول همگرایی جت، سرعت عقب‌نشینی صفحه مایع و طول شکست جت اندازه‌گیری شده است. نتایج به دست آمده نشان داد که طول همگرایی جت با افزایش ضریب منظری جت افزایش پیدا می‌کند. همچنین دیده شد که زاویه همگرایی و سرعت عقب‌نشینی جت مستقل از ضریب منظری جت است و برای همه انژکتورها رفتار یکسانی دارد. براساس نتایج تجربی به دست آمده، روابط تجربی برای پارامترهای مختلف جریان ارائه شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation on Base Flow of Two-Dimensional Liquid Jets Injected into Stagnant Air

نویسندگان [English]

  • amin jaberi 1
  • Mehran Tadjfar 2
1 Hafez ave.
2 Amirkabir University of Technology
چکیده [English]

In this study, the flow physics of two-dimensional liquid jets discharged into still ambient are experimentally studied. Three injectors with thickness of 0.35 mm and aspect ratios of 30, 60 and 90 were manufactured from stainless steel to produce two-dimensional liquid jets. The experiments were conducted for a wide range of liquid volume flow rate varying from 10 to 120 L/h. High speed photography was used to visualize and capture the instantaneous structure of fluid flow at different flow conditions. Based on the visualizations, the behavior of two-dimensional liquid jets was recognized and for the first time categorized into four regimes. These regimes are dripping, column, triangular and perforation. Moreover, different parameters of the liquid sheet including convergence angle, convergence length, retraction velocity and jet length were measured. It was shown that the sheet convergence length increases with aspect ratio. Also, it was observed that the convergence angle and retraction velocity are independent from aspect ratio and manifest similar behavior in all jets. Empirical relations were proposed to describe convergence angle, convergence length and retraction velocity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fuel injection
  • two-dimensional jet
  • jet breakup
  • liquid injection