Investigación sobre la transición de fase y las características de colección de cristales de hielo no esféricos con métodos eulerianos y lagrangianos
Autores: Lu, Shengfang; Chen, Weijian; Zhang, Dalin; Zhang, Zihao; Zhu, Guangya
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación sobre la transición de fase y las características de colección de cristales de hielo no esféricos con métodos eulerianos y lagrangianos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Cristales de hielo
Motor a reacción
Compresores
Métodos de cálculo numérico
Transición de fase
Características de colección
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
La formación de cristales de hielo ocurre en los compresores de motores a reacción, lo que puede degradar severamente el rendimiento del motor. En este artículo, se utilizaron dos métodos de cálculo numérico diferentes, el método euleriano y el método lagrangiano, para evaluar la dinámica, la transferencia de masa, la transferencia de calor, la transición de fase y la trayectoria de los cristales de hielo. Luego, estudiamos los efectos del diámetro inicial, la esfericidad inicial, la temperatura inicial del cristal de hielo y la humedad relativa del flujo de aire sobre la transición de fase y las características de recolección de las partículas de cristal de hielo. Los resultados indican que las características no esféricas de los cristales de hielo tienen un impacto significativo en sus límites de impacto y características de recolección. El coeficiente de recolección de los cristales de hielo no derretidos está correlacionado positivamente con el diámetro inicial de la partícula y la esfericidad, y negativamente con la temperatura inicial de la partícula y la humedad relativa del flujo de aire. La tasa de fusión de las partículas de cristal de hielo en la superficie de impacto aumenta exponencialmente con el diámetro inicial de las partículas, aumenta linealmente con la humedad relativa del flujo de aire y la temperatura inicial de las partículas, y disminuye exponencialmente con la esfericidad de las partículas.
Descripción
La formación de cristales de hielo ocurre en los compresores de motores a reacción, lo que puede degradar severamente el rendimiento del motor. En este artículo, se utilizaron dos métodos de cálculo numérico diferentes, el método euleriano y el método lagrangiano, para evaluar la dinámica, la transferencia de masa, la transferencia de calor, la transición de fase y la trayectoria de los cristales de hielo. Luego, estudiamos los efectos del diámetro inicial, la esfericidad inicial, la temperatura inicial del cristal de hielo y la humedad relativa del flujo de aire sobre la transición de fase y las características de recolección de las partículas de cristal de hielo. Los resultados indican que las características no esféricas de los cristales de hielo tienen un impacto significativo en sus límites de impacto y características de recolección. El coeficiente de recolección de los cristales de hielo no derretidos está correlacionado positivamente con el diámetro inicial de la partícula y la esfericidad, y negativamente con la temperatura inicial de la partícula y la humedad relativa del flujo de aire. La tasa de fusión de las partículas de cristal de hielo en la superficie de impacto aumenta exponencialmente con el diámetro inicial de las partículas, aumenta linealmente con la humedad relativa del flujo de aire y la temperatura inicial de las partículas, y disminuye exponencialmente con la esfericidad de las partículas.