مطالعه عددی مشخصه های پاشش و اختلاط فرابحرانی سیال کرایوژنیکی پاشیده شده از یک انژکتور پیچشی

در این پژوهش، فرایند پاشش و اختلاط سیال کرایوژنیکی از یک انژکتور پیچشی تک پایه در شرایط فرابحرانی، بصورت عددی شبیه سازی شده است. برای این منظور میدان جریان، به صورت کامل و 3بعدی و با استفاده از یک شبکه کاملا باسازمان حل شده است. مدل توربولانسی مورد استفاده، مدل (_ SST ( k است که در شرایط پایا و ناپایا، ساختارهای جریان چرخشی کرایوژنیکی را به خوبی تسخیر کرده است. به منظور تخمین توابع حالت و پارامترهای ترمودینامیکی در بازه وسیعی از شرایط فرابحرانی، از فرم اصلاح شده معادله حالت کیوبیک سو آوردلیچ-وانگ، استفاده شده است. هم چنین خواص انتقالی میدان (ضرایب لزجت و رسانش گرمایی با استفاده از روش پیشنهادی چانگ محاسبه شده اند. نتایج شبیه سازی نشان میدهند که افزایش فشار محفظه، موجب افزایش طول موج ساختارهای ناپایدار مارپیچی موجی روی سطح جریان و نیز کاهش سرعت انتشار این ساختارها در شرایط فرابحرانی می شود. حال آنکه زاویه پاشش اسپری و دامنه موج این ساختارها، تقریبا تابعیتی از فشار محفظه ندارند.

کلیدواژه ها:

فرایند پاشش و اختلاط ، انژکتور پیچشی ، سیال کرایوژنیکی ، شرایط فرابحرانی