مطالعه عددی سیستم پاشش شعله ای سرعت بالای محلولی HVSFS)

اخیراً در زمینه سیستم های پاشش سرعت بالای اکسیژن- سوخت High Velocity Oxygen Fuel)روش پاشش شعله ای سرعت بالای محلولی High Velocity Suspension Flame Sprayتوسعه داده شده است؛ که در این روش به جای تزریق ذرات پودری ماده پوششی، محلول سوسپانسیون ذرات تزریق می شود. از دیدگاه دینامیک سیالاتی، فرآیند پاشش شعله ای سرعت بالای محلولHVSFS) فرآیندی پیچیده بوده که شامل جنبه های مختلفی از قبیل: برهم کنش سه فازی(گاز، مایع و ذرات جامد)، جریان آشفته، انتقال حرارت، تبخیر محلول(اتانول)، واکنش های شیمیایی سوختاصلی(پروپان) و محلول(اتانول) و گذر جریان مادون صوت به جریان مافوق صوت است. در این مطالعه روش های دینامیک سیالات محاسباتی به کار گرفته شده اند تا معادلات بقاء جرم، مومنتوم و انرژی برای این فرآیند حل شوند. برای اعمال اثرات آشفتگی از مدل آشفتگیrealizable k-εاستفاده شده است. در فرآیندHVSFS دو واکنش احتراقی اتفاق می افتد: واکنش اصلی که احتراق پیش آمیخته اکسیژن- پروپان و واکنش دوم که احتراق غیر پیش آمیخته اکسیژن و اتانول تبخیرشده است. برای هر واکنش یک معادله کلی یک مرحله ای، که اثرات تجزیه و واکنش های میانی را در بردارند، از کدتعادل شیمیاییCEAکه توسطMcBride و Gordon توسعه داده شده است، استخراج شده است؛ و نرخ واکنش ها از مدل استهلاک ادی بر اساس معادله انتقال گونه ها برای تمامی گونه ها ( 10 گونه) محاسبه شده است. قطره ها بر اساسرویکرد لاگرانژی در فاز پیوسته ردیابی شده اند. در مقاله پیش رو دینامیک گاز و رفتار قطرات اتانول به صورت دقیق مطالعه شده است و درباره تأثیر نرخ جریانی اکسیژن-سوخت و نرخ جریانی اتانول بر میدان جریانی گاز و رفتار تبخیری قطرات بحث شده است