بررسي عددي اثر طول محفظه اختلاط بر جريان دوفازي درون اتمايزر گازدار و ضخامت فيلم مايع خارج شونده از آن

Numerical study of the effect of the mixing chamber length on the effervescent atomizer internal two-phase flow and the liquid film thickness at the exit the atomizer

مطالعه حاضر به بررسي اثر طول محفظه اختلاط بر جريان دوفازي درون اتمايزر گازدار و ضخامت فيلم مايع خارج شونده از اتمايزر در نسبت هاي دبي جرمي گاز به مايع مختلف مي پردازد. به اين منظور جريان داخلي اتمايزر گازدار براي سه طول مختلف از محفظه اختلاط، در نسبت هاي دبي جرمي گاز به مايع 0. 08%، 0. 32% و 1. 24% و دبي مايع0. 38 L/min، به كمك مدل تعقيب سطح مشترك حجم سيال شبيه سازي شده است. نتايج شبيه سازي نشان مي دهند كه طول محفظه اختلاط تاثير چنداني بر رژيم جريان حاكم در مجراي تخليه ندارد. اما با افزايش طول محفظه اختلاط، جريان دوفازي درون اين محفظه به صورت توسعه يافته تري وارد مجراي تخليه مي شود. بنابراين ناپايداري هاي سطح مشترك دوفاز در مجراي تخليه براي اتمايزر با محفظه اختلاط بلندتر كمتر است. همين طور براساس نتايج اندازه گيري ضخامت فيلم مايع خارج شونده از اتمايزر گازدار، تاثير طول محفظه اختلاط بر ضخامت اين فيلم بستگي به نسبت دبي جرمي گاز به مايع دارد. در نسبت دبي جرمي گاز به مايع پايين افزايش طول محفظه اختلاط باعث افزايش ضخامت فيلم مايع خارج شونده از اتمايزر مي شود. در حالي كه، در نسبت دبي جرمي گاز به مايع بالا عكس اين حالت اتفاق مي افتد. در نسبت دبي جرمي گاز به مايع مياني، تغييرات ضخامت فيلم مايع خارج شونده از اتمايزر با طول محفظه اختلاط روند ثابتي را نشان نمي دهد.

The present study investigates the effect of the mixing chamber length on the effervescent atomizer internal two-phase flow and the liquid film thickness at the exit of the atomizer at different gas-to-liquid mass ratios. Therefore, the internal flow of this atomizer simulated for three different lengths of the mixing chamber, at the gas-to-liquid mass ratios of 0.08%, 0.32%, and 1.24% and at the liquid flow rate of 0.38 L / min by the volume of fluid interface following model. The simulation results show that the mixing chamber length does not have much effect on the dominant flow regime in the discharge passage. However, by increasing the mixing chamber length, the two-phase flow inside this chamber more expanded before entering into the discharge passage. Therefore, the two-phase interface instabilities in the discharge passage are lower for the atomizer with the longer mixing chamber. In addition, based on the measuring results of the liquid film thickness at the exit of the atomizer, the effect of the mixing chamber length on the thickness of this film depends on the gas-to-liquid mass ratio. Increasing the mixing chamber length at low gas-to-liquid mass ratio increases the liquid film thickness at the exit of the effervescent atomizer. While at high gas-to-liquid mass ratio, it's inverse. At middle gas-to-liquid mass ratio, the changes of the liquid film thickness at the exit of the atomizer with the mixing chamber length do not show a steady trend.