بررسی عددی پاشش اسپری اتانول و استون در محیط گازی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه تبدیل انرژی دانشکده مهندسی مکانیک/دانشگاه تربیت مدرس

2 گروه تبدیل انرژی دانشکده مهندسی مکانیک-دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

در این مقاله به بررسی و مقایسه اثر پاشش اسپری تبخیری دو هیدروکربن رایج اکسیژن دار، به ترتیب اتانول از دسته الکل و استون،از دسته کتون در محیط گازی پرداخته شده است.به منظور حصول این هدف،فاز گازی با رویکرد اولری و قطرات فاز مایع به صورت لاگرانژی شبیه سازی شده اندواندرکنش بین دوفاز به صورت دوطرفه در نظر گرفته شده است.با توجه به نتایج حاصل شده،در مدت زمان مناسب پس از پاشش اسپری،درصد کلی تبخیر استون به مراتب بیشتر از اتانول است،اما در مدت زمانهای اولیه پاشش اسپری،هردوماده نرخ کلی تبخیر مشابهی داشته اند.همچنین هردوماده،ازمنظر طول نفوذ اسپری در محیط گازی،تقریبا پیشروی یکسانی داشته اندودارای خصوصیات رفتاری یکسانی هستند.همچنین به واسطه سرعت پاشش تقریبا یکسان، اثرات نزدیک به هم و یکسانی بر روی میدان های سرعت فاز گازی از خود برجای گذاشته اند. مقایسه میدان دمای فاز گازی برای پاشش اتانول و استون پس از گذشت زمان 1.5 پس از نشان می دهد که دمای محیط گازی پس از پاشش اتانول، به واسطه دمای تبخیر و همچنین گرمای نهان تبخیر بالاتر اتانول، به مراتب کمتر از دمای محیط پس از پاشش استون است. این امر به این دلیل است که اکثر جرم تبخیر شده از قطرات در دمای ثابت و برابر دمای تبخیر آن ها رخ می دهد و همچنین این که گرمای مورد نیاز تبخیر از محیط گازی تأمین میشود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical Investigation of Ethanol and Acetone spray injection into gaseous enviroment

نویسندگان [English]

  • Hassan Khaleghi 1
  • Ala Sadooghi 2
2 Energy Conversion, Mechanical Engineering department, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this paper, the effect of evaporating sprays of Ethanol and Acetone injected into a cylindrical gaseous environment is numerically investigated. To make this investigation the Eulerian gas phase equations together with the Lagrangian liquid phase equations are solved assuming a two-way coupling between the two phases. According to the results, after a certain time from the start of injection, the overall percentage of total evaporation of acetone becomes significantly higher than ethanol, but at the early spraying time, both alcohols had similar overall evaporation rates. Also, in terms of spray tip penetration, they have almost the same amount of progress and more or less the same behaviour. Also due to the almost identical injection flow rate of the droplets, the effects on the velocity fields in the gas phase have been almost similar. The important point to compare is the gas phase temperature field for both sprays after 1.5 ms of injection. Due to the fact that most of the evaporation occurs when the particles reach boiling temperature and the fact that all the heat required for evaporation is taken from the gas phase, the ambient temperature becomes much lower in ethanol spray because ethanol’s boiling temperature and latent heat are both much higher than acetone.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Spray modeling"
  • "Evaporation"
  • "Multiphase flow"
  • "Eulerian-Lagrangian"
  • "Alcohol"