شبیه سازی عددی اسپری مخروطی کامل حاصل از انژکتور جت- پیچشی با استفاده از نرم افزار اپن فوم

امروزه اسپری حاصل از انژکتورها کاربردهای فراوانی در زمینه های مختلف از جمله احتراق و هوافضا دارد. در بین انواع انژکتورهای ساخته شده انژکتورهای فشاری- پیچشی به دلیل سادگی طراحی و کیفیت مناسب اتمیزاسیون سیال بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. در نتیجه مطالعه و بررسی اسپری حاصل از انژکتورهای فشاری- پیچشی اهمیت ویژه ای دارد. در این پژوهش ابتدا یک انژکتور جت- پیچشی که از انواع انژکتورهای فشاری- پیچشی است، طراحی شده و سپس به صورت عددی شبیه سازی می شود تا مشخصات جریان اسپری حاصل مانند قطر میانگین ساتر و طول نفوذ محاسبه شود. همچنین ساختار ظاهری اسپری شبیه سازی شده نیز به دست می آید. برای شبیه سازی جریان اسپری حاصل از انژکتور طراحی شده از نرم افزار متن باز این فوم استفاده می شود. برای این منظور از حلگر sprayFoam که جزء حلگرهای اویلری- لاگرانژی بوده است استفاده می شود و با توجه به نیاز مسیله تغییرات لازم در کد این حلگر آن اعمال می شود. برای اعتبار سنجی روش حل عددی ابتدا یک اسپری مخروطی ناقص و سپس یک اسپری مخروطی کامل در فشار کاری بالا شبیه سازی شده که نتایج شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی همخوانی بسیار خوبی دارد. با توجه به نتایج به دست آمده از شبیه سازی دو انژکتور در قسمت اعتبارسنجی دریافت شد که مدل های شکست اولیه قطره و LISA و مدل شکست ثانویه TAB برای مدل سازی اسپری مخروطی کامل در فشار کاری بالا بسیار مناسب هستند. در شبیه سازی اسپری حاصل از انژکتور طراحی شده از دو مدل شکست اولیه قطره و LISA استفاده شده است که نتایج به دست آمده از هر دو مدل نزدیک به هم و قابل قبول است. همچنین در مدل سازی شکست ثانویه قطرات از سه مدل Reitz-Diwakar ،TAB و KHRT استفاده شده است؛ که نتایج مربوط به دو مدل TAB و Reitz-Diwakar بسیار مشابه بوده ولی نتایج به دست آمده از مدل KHRT ناپایدار و نادرست است.

کلیدواژه ها:

انژکتور جت- پیچشی ، اسپری فشار بالا ، قطر میانگین ساتر ، اپن فوم