کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7053952 1458014 2018 9 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Study on gas-droplet heat and mass transfers in oscillating flows
ترجمه فارسی عنوان
بررسی انتقال گرما و جرم گاز قطره در جریانهای نوسان
کلمات کلیدی
جریان چند مرحلهای، اعمال آکوستیک، خوشه بندی قطره، تبخیر قطره،
ترجمه چکیده
یک مطالعه عددی در پویایی قطرات تبخیری در جریانهای نوسان با استفاده از یک مدل یولر-اویلر از جمله کوپلینگ دو طرفه انجام شده است. تصور می شود که جریان دو فاز سوخت گاز مایع رقیق به صورت لامینار باشد. قطر در طول عمر آن کروی است و هدایت حرارتی آن نیز بی نهایت است. انتقال گرما و جرم این جریان دو فازی با تحلیل اثرات میدان های صوتی بر روی دمای دو فاز، قطر قطرات و غلظت، سرعت تبخیر اسپری و میزان انبساط توده ی گونه ها مشخص می شود. نتایج نشان می دهد که تحریم آکوستیک می تواند به طور قابل توجهی بر پویایی جریان دو فاز تاثیر گذارد. حضور خوشه بندی قطره به عنوان یک نتیجه از اجبار صوتی بر جریان دو فاز در دو جنبه تاثیر می گذارد. اولا نوسان پارامتر جریان دو فاز است که در تغییرات دوره ای غلظت قطره ریشه دارد. دومین افزایش سرعت تبخیر قطره در هر شرایط است. افزایش نسبی حداکثر در نرخ تبخیر اسپری می تواند تا 72.9٪ در محدوده پارامتر مورد مطالعه باشد. مکانیزم برای افزایش سرعت تبخیر قطره، توزیع مطلوب گرما در فاز مایع است که علت مستقیم آن خوشه بندی قطرات است. افزایش سرعت تبخیر به شدت وابسته به دامنه نوسان صوتی است. با این حال، بین فرکانس نوسان صوتی و نرخ تبخیر ارتباط معنی داری وجود ندارد. علاوه بر این، دامنه های نوسان از پارامترهای جریان دو فازی با افزایش فرکانس آستانه ای کاهش می یابد. مشخص شده است که تبخیر قطره ها تاثیر ناچیزی بر رخداد خوشه بندی قطره ای دارد، علیرغم تأثیر مشخص آن بر جریان دو فاز از طریق کاهش مدت زمان آرام سازی قطره. افزایش میزان غلظت اولیه قطره نیز برای افزایش میزان تبخیر قطره مفید است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
پیش نمایش مقاله
بررسی انتقال گرما و جرم گاز قطره در جریانهای نوسان
چکیده انگلیسی
A numerical study on the dynamics of evaporating droplets in oscillatory flows is performed by using an Eulerian-Eulerian model including two-way couplings. The diluted liquid fuel-gas two-phase flow is assumed to be laminar. The droplet is assumed to be spherical during its lifetime and its thermal conductivity is also assumed to be infinite. Heat and mass transfer of this two-phase flow is characterized by analyzing the effects of acoustic fields on the two-phase temperatures, droplet diameter and concentration, spray evaporation rate and vaporizing species mass fraction. Results show that acoustic forcing can substantially influence the dynamics of the two-phase flow. The presence of droplet clustering as a consequence of acoustic forcing affects the two-phase flow in two aspects. The first is the oscillation of the two-phase flow parameter which roots in the periodic variation of droplet concentration. The second is the enhancement of the droplet evaporation rate at all conditions. The maximal relative increase in spray evaporation rate can be up to 72.9% in the parameter range studied. The mechanism for the enhancement of droplet evaporation rate is the optimal distribution of the heat in the liquid phase whose direct cause is droplet clustering. The enhancement of evaporation rate is highly dependent on the acoustic oscillation amplitude; however, there is no significant relationship between the acoustic oscillation frequency and the evaporation rate. Additionally, the oscillation amplitudes of the two-phase flow parameters are found to decrease with the growth of acoustic forcing frequency. It is made clear that the evaporation of droplets has a negligible effect on the occurrence of droplet clustering despite its marked influence on the two-phase flow through the reduction of the droplet relaxation timescale. Increasing the droplet initial concentration is also found to be beneficial for the enhancement of droplet evaporation rate.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Heat and Mass Transfer - Volume 126, Part A, November 2018, Pages 52-60
نویسندگان
, ,