Un modelo de atomización integral mejorado para atomizadores de remolino de presión
Autores: Qian, Weijia; Wang, Jinduo; Hui, Xin; Yang, Siheng; Cheng, Ruyue; Wang, Ping
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un modelo de atomización integral mejorado para atomizadores de remolino de presión
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Estudio
Modelo de atomización
Atomizador de remolino de presión
Predicciones de flujo interno
Atomización primaria
Velocidad de las gotas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio presenta un modelo de atomización integral mejorado para un atomizador de remolino a presión. El modelo integra predicciones del flujo interno, análisis de inestabilidad lineal de una lámina líquida anular en remolino, un submodelo de atomización primaria y un submodelo de velocidad de gotas. Los datos de medición combinados con el modelo de teoría inercial predicen el flujo interno, proporcionando la velocidad y el grosor de la lámina líquida en la salida del atomizador. La relación de dispersión de las perturbaciones superficiales se obtiene a través del análisis de inestabilidad lineal. Se construye un modelo predictivo de ruptura primaria para la distribución del tamaño de partículas basado en la longitud de onda y la tasa de crecimiento dentro del rango completo de números de onda inestables de la relación de dispersión. Suponiendo una distribución circunferencial uniforme y una distribución normal de los ángulos de pulverización, la velocidad de las gotas se asigna de acuerdo con la velocidad de la lámina líquida. El modelo se implementa en simulaciones Eulerianas-Lagrangianas como condiciones iniciales para gotas de fase discreta para simular el campo de pulverización. Los resultados muestran que el modelo puede predecir con precisión el diámetro medio de Sauter con un error de menos del 6% y predice de manera efectiva la estructura de pulverización y el ángulo del cono de pulverización. También se estudia la dependencia del modelo en sus parámetros, determinando que los valores de la constante de ligamento y el ángulo de dispersión tienen un impacto obvio en la predicción del diámetro medio de Sauter y la estructura de pulverización.
Descripción
Este estudio presenta un modelo de atomización integral mejorado para un atomizador de remolino a presión. El modelo integra predicciones del flujo interno, análisis de inestabilidad lineal de una lámina líquida anular en remolino, un submodelo de atomización primaria y un submodelo de velocidad de gotas. Los datos de medición combinados con el modelo de teoría inercial predicen el flujo interno, proporcionando la velocidad y el grosor de la lámina líquida en la salida del atomizador. La relación de dispersión de las perturbaciones superficiales se obtiene a través del análisis de inestabilidad lineal. Se construye un modelo predictivo de ruptura primaria para la distribución del tamaño de partículas basado en la longitud de onda y la tasa de crecimiento dentro del rango completo de números de onda inestables de la relación de dispersión. Suponiendo una distribución circunferencial uniforme y una distribución normal de los ángulos de pulverización, la velocidad de las gotas se asigna de acuerdo con la velocidad de la lámina líquida. El modelo se implementa en simulaciones Eulerianas-Lagrangianas como condiciones iniciales para gotas de fase discreta para simular el campo de pulverización. Los resultados muestran que el modelo puede predecir con precisión el diámetro medio de Sauter con un error de menos del 6% y predice de manera efectiva la estructura de pulverización y el ángulo del cono de pulverización. También se estudia la dependencia del modelo en sus parámetros, determinando que los valores de la constante de ligamento y el ángulo de dispersión tienen un impacto obvio en la predicción del diámetro medio de Sauter y la estructura de pulverización.