بررسی عددی مدلهای مختلف تعادلی و غیر تعادلی تبخیر قطرات سوخت به منظور استفاده در شبیه سازی جریانهای دو فازی

در پژوهش حاضر هدف بررسی مدلهای مختلف موجود در رابطه با فرایند تبخیر به منظور استفاده در شبیه سای های مدرن جریانهای دو فازی در فشار کم می باشد. بخصوص تبخیر قطرات کوچک سوختهای هیدروکربنی در دمای بالا (مطابق با اکثر فرآیندهای احتراق اسپری کاربری) مورد نظر می باشند. مدلهای مورد بررسی شامل دونسخه از مدل گذرای کلاسیک ، چهار مدل HMTA ودومدل غیر تعادلی بر مبنای قانون تبخیر Langmuir-Knudsen می باشند. همچنین یک روش کارامد برای محاسبه خواص ترموفیزیکی تابع دما مورد استفاده قرار گرفته است که باعث کاهش زمان محاسبات میشود. نتایج حاصل از شیه سازی با نتایج تجربی موجود در منابع مقایسه شده اند. و در هر مورد مدل یا مدلهایی که بهترین تطبیق را با داده های تجربی داشته اند، معرفی شده اند. هنگامیکه سایز قطرات مورد بررسی کمتر از پنجاه میکرون باشد اثر ترمودینامیک غیر تعادلی در بررسی فرایند تبخیر قابل توجه می شود. هنگامیکه دمای فاز گاز کمتر از دمای جوشش مایع تشکیل دهنده قطر است (در حالت نرخ تبخیر کم) مدلهای مختلف تقریبا نتیجه یکسانی را ارائه میدهند. در واقع تفاوت بین مدلها هنگامیکه دمای فاز گاز مساوی و یا بیشتر از دمای جوشش مایع باشد، مهم میشود. اثر دمای فاز گاز و نیز عدد رینولدز بر لحاظ کردن شرایط غیر تعادلی در فرایند تبخیر نیز مورد بررسی قرار گرفته و مشاهده شده است که دمای فاز گاز بر این مسئله بی تاثیر است و با افزایش عدد رینولدز تاثیر ترمودینامیک غیر تعادلی درفرایند تبخیر افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

چگالش ، قطره ، تبخیر ، غیر تعادلی ، اسپری