Herramientas Experimentales y Matemáticas para Predecir el Tamaño de las Gotas y la Distribución de Velocidad para un Nozzle de Dos Fluidos
Autores: Poozesh, Sadegh; Akafuah, Nelson K.; Campbell, Heather R.; Bashiri, Faezeh; Saito, Kozo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Herramientas Experimentales y Matemáticas para Predecir el Tamaño de las Gotas y la Distribución de Velocidad para un Nozzle de Dos Fluidos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Herramientas
Modelo
Tamaño de gota
Velocidad
Ecuaciones
Atomización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
A pesar del progreso en herramientas basadas en láser y computacionales, falta un modelo accesible que se base en fundamentos y ofrezca una estimación razonablemente precisa del tamaño y la velocidad de las gotas, principalmente debido a los complejos mecanismos de ruptura entrelazados. Por lo tanto, este estudio tiene como objetivo utilizar la forma integral de las ecuaciones de conservación para crear un sistema de ecuaciones mediante el cual se puede analizar la atomización secundaria en el campo lejano a través de la predicción de las distribuciones de tamaño y velocidad de las gotas de las fases involucradas. Para validar las predicciones del modelo, se realizan experimentos en condiciones ambientales utilizando agua, metanol y acetona como fluidos modelo con propiedades de formulación variables, como densidad, viscosidad y tensión superficial. La distribución del tamaño de las gotas y la velocidad se miden con difracción láser y una cámara de alta velocidad, respectivamente. Finalmente, se hace un intento de utilizar parámetros no escalados para caracterizar el proceso de atomización, útil para extrapolar el análisis de sensibilidad a otras escalas. El mérito de este modelo radica en su simplicidad para su uso en el control y la optimización de procesos.
Descripción
A pesar del progreso en herramientas basadas en láser y computacionales, falta un modelo accesible que se base en fundamentos y ofrezca una estimación razonablemente precisa del tamaño y la velocidad de las gotas, principalmente debido a los complejos mecanismos de ruptura entrelazados. Por lo tanto, este estudio tiene como objetivo utilizar la forma integral de las ecuaciones de conservación para crear un sistema de ecuaciones mediante el cual se puede analizar la atomización secundaria en el campo lejano a través de la predicción de las distribuciones de tamaño y velocidad de las gotas de las fases involucradas. Para validar las predicciones del modelo, se realizan experimentos en condiciones ambientales utilizando agua, metanol y acetona como fluidos modelo con propiedades de formulación variables, como densidad, viscosidad y tensión superficial. La distribución del tamaño de las gotas y la velocidad se miden con difracción láser y una cámara de alta velocidad, respectivamente. Finalmente, se hace un intento de utilizar parámetros no escalados para caracterizar el proceso de atomización, útil para extrapolar el análisis de sensibilidad a otras escalas. El mérito de este modelo radica en su simplicidad para su uso en el control y la optimización de procesos.