Әсерлесетін турбулентті ағындағы сұйық отын бүркулерінің қалыптасуы мен таралуын модельдеу
Авторлар
DOI:
https://doi.org/10.31489/2024No2/22-30Кілт сөздер:
қазбалы отын, бүрку, модельдеу, жану, бүрку бұрышы, зиянды қалдықтарАңдатпа
Мақалада сұйық отынды бүрку және оның тамшыларының турбулентті әсерлесетін ағында таралуы бойынша есептеу тәжірибелері келтірілген. Жану болғандағы екі түрлі сұйық отын (изооктан және додекан) тамшыларының бірінші және екінші ретті бүркілуі үзіліссіздік, импульс, ішкі энергия, әсерлесетін заттардың компоненттерінің концентрацияларының теңдеулерімен және турбулентті ағысты есептеудің қоспараметрлік моделімен сипатталды. Форсунканың бүрку бұрышы өзгергендегі модельдік жану камерасындағы көмірсутекті сұйық отындардың тамшыларының бүрку, дисперсиясы мен жануын зерттеу нәтижелері алынды. Бүрку бұрышының мәндері 2-ден 10 градус аралығында өзгерілді. Есептеу тәжірибесінің негізінде әр түрлі уақыт мезеттеріндегі температура профильдері және жану камерасындағы жану өнімдері мен газдың концентрациялық сипаттамалары алынды. Тамшылардың Саутер орташа диаметрлерінің таралуының сандық есептеулері додекан үшін ұқсас дисперсия қисықтарына ие. Бұл әсерлесетін ағындағы бүркудің қалыптасуы мен таралуының әзірленген кешенді моделінің дәлдігі мен сәйкестігі оның күшті корреляциясымен және модельдеу нәтижелерінің басқа зерттеушілердің эксперименттік деректерімен жақсы келісімімен расталғанын көрсетеді. Мұндай модельдеу әдістері және олардың негізінде алынған есептеу эксперименттерінің нәтижелері дәстүрлі жылуэнергетикасында ғана емес, сонымен қатар жаңа буын қозғалтқыштарының жану камераларындағы технологиялық процестерді зерттеуде, баламалы отындарды жағу және оларды оңтайландыру кезінде кеңінен қолданылады.
References
Bolegenova S., Askarova A., Slavinskaya N., Ospanova Sh., Maxutkhanova A., Aldiyarova A., Yerbosynov D. (2022) Statistical modeling of spray formation, combustion, and evaporation of liquid fuel droplets, Phys. Sci. Technol. 9 (2), 69-82. DOI:10.26577/phst.2022.v9.i2.09.
Gallen L., Riber E., Cuenot B. (2023) Investigation of soot formation in turbulent spray flame burning real fuel. Combust. Flame. 258, 112621. DOI:10.1016/j.combustflame.2023.112621.
Hinrichs J., Schweitzer-De Bortoli S., Pitsch H. (2021) 3D modeling framework and investigation of pollutant formation in a condensing gas boiler. Fuel. 300, 120916.DOI:10.1016/j.fuel.2021.120916.
Report from the Bureau of National Statistics on air protection in the Republic of Kazakhstan (2022). [in Russian]. Available at: https://stat.gov.kz/ru/industries/business-statistics/stat-inno-/publications/68178/
Amsden A.A. (1993) KIVA-3: A KIVA Program with Block-Structured Mesh for Complex Geometries. Los Alamos, 95. Available at: https://www.lanl.gov/projects/feynman-center/deploying-innovation/intellectual-property/software-tools/ kiva/_assets/docs/KIVA3man.pdf
Amsden A.A. (1999) KIVA-3V, RELEASE 2, IMPROVEMENTS TO KIVA-3V. Los Alamos, 34. Available at: https://www.lanl.gov/projects/feynman-center/deploying-innovation/intellectual-property/software-tools/kiva_assets/ docs/KIVA3V.pdf
Gorokhovski M., Hermann M. (2008) Modeling primary atomization. Annu. Rev. Fluid Mech. 40, 343-366. DOI:10.1146/annurev.fluid.40.111406.102200.
Askarova A.S., Bolegenova S.A., Ospanova Sh.S., Rakhimzhanova L.A., Nurmukhanova A.Z., Adilbayev N.A. (2024) Optimization of fuel droplet sputtering and combustion at high turbulence flows. Russ. Phys. J., 67, 2, 167-170. DOI:10.1007/s11182-024-03104-5.
Li Y., Huang Y., Luo K., Liang M., Lei B. (2021) Development and validation of an improved atomization model for GDI spray simulations: Coupling effects of nozzle-generated turbulence and aerodynamic force. Fuel. 299, 120871. DOI:10.1016/j.fuel.2021.120871.
Berezovskaya I.E., Tasmukhanova A.A., Ryspaeva M.Zh., Ospanova Sh.S. (2023) Investigation of the influence of liquid fuel injection rate on the combustion process using KIVA-II software. Eurasian Physical Technical Journal, 20, 3(45), 43–51. DOI:10.31489/2023No3/43-51.
Amsden A.A., O'Rourke P.J., Butler T.D. (1989) KIVA-II: A computer program for chemically reactive flows with sprays. Los Alamos, 160. Available at:https://www.lanl.gov/projects/feynman-center/deploying-innovation/intellectual -property/software-tools/kiva/_assets/docs/KIVA2.pdf
Gorokhovski M., Zamansky R. (2018) Modeling the effects of small turbulent scales on the drag force for particles below and above the Kolmogorov scale. Phys. Rev. Fluids. 3, 034602. DOI:10.1103/PhysRevFluids.3.034602.
Liao Y., Jeng S.M., Jog M.A., Benjamin M.A. (2001) Advanced submodel for airblast atomizers. J. Propul. Power. 17, 2, 411–417. DOI:10.2514/2.5757.
Gorokhovski M.A., Oruganti S.K. (2022) Stochastic models for the droplet motion and evaporation in under-resolved turbulent flows at a large Reynolds number. J. Fluid Mech. 932, 18. DOI:10.1017/jfm.2021.916.
Shen L., Fang G., Wang S., Xing F., Chan Sh. (2022) Numerical study of the secondary atomization characteristics and droplet distribution of pressure swirl atomizers. Fuel. 324, Part B, 124643. DOI:10.1016/ j.fuel.2022.124643.
Askarova A.S., Bolegenova S.A., Maximov V.Yu., Bolegenova S.A., Ospanova Sh.S., Beketayeva M.T., Nugymanova A.O., Pilipenko N.V., Shortanbayeva Zh.K., Baktybekov K.S., Syzdykov A.B. (2018) Investigation of the different Reynolds numbers influence on the atomization and combustion processes of liquid fuel. Bulg. Chem. Commun. 50, 68-77. Available at:http://www.bcc.bas.bg/bcc_volumes/Volume_50_Special_G_2018/50G_PD_68-77.66.pdf
Askarova A., Bolegenova S., Ospanova Sh., Slavinskaya N., Aldiyarova A., Ungarova N. (2021) Simulation of non-isothermal liquid sprays under large-scale turbulence. Phys. Sci. Technol. 8, 28-40. DOI:10.26577/phst.2021.v8.i2.04.
Choi M.,Lee S., Park S. (2023) Numerical and experimental study of gaseous fuel injection for CNG direct injection. Fuel. 140, 693-700. DOI:10.1016/j.fuel.2014.10.018.
Chen L., Sun D., Yang K., Song P., Wang Sh., Zeng W. (2023) Experimental study on the effect of plasma excitation on the atomization characteristics of aviation kerosene transverse jet. Fuel. 332, Part 2, 126210. DOI:10.1016/j.fuel.2022.126210.
Arcoumanis C., Gavaises M. (1998) Linking nozzle flow with spray characteristics in a diesel fuel injection systems. Atom. Sprays. 8, 307–347. DOI:10.1615/AtomizSpr.v8.i3.50.
Downloads
Түсті
Өңделді
Қабылданды
Жарияланды
How to Cite
Журналдың саны
Бөлім
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
