مطالعه تجربي ادغام اسپري در انژكتورهاي هم‌محور دوگانه فشاري-چرخشي

Experimental Study of Spray Merge in Dual Pressure- Swirl Coaxial Injectors

هدف از مقاله حاضر ارائه يافته‌هاي تجربي مربوط به شرايط لازم براي ادغام دو دامن سيال خروجي از انژكتور داخلي و خارجي در يك انژكتور هم‌محور دوگانه فشاري-چرخشي است. در اين پژوهش يك انژكتور دوگانه فشاري-چرخشي اختلاط در خارج طراحي و ساخته شده است. مشخصه‌هاي عملكردي شامل ضريب تخليه و طول شكست بر حسب اختلاف فشارهاي تزريق مختلف براي انژكتورهاي داخلي و خارجي بيان شده است. با استفاده از روش عكس‌برداري سريع و روش نوردهي پس‌زمينه به بررسي تعامل بين دو دامن سيال خروجي از انژكتور پرداخته شده است و نقشه عملكرد ادغام دو دامن سيال خروجي از انژكتور استخراج شده است. از نقشه عملكرد نتيجه گرفته مي‌شود هنگامي كه اختلاف فشار تزريق انژكتور خارجي از 0/3 تا 0/95 بار زياد مي‌شود، اختلاف فشار انژكتور داخلي براي وقوع ادغام نيز افزايش مي‌يابد. علت اين افزايش، در اين محدوده از اختلاف فشار تزريق انژكتور خارجي اين است كه تأثير فشار تزريق انژكتور داخلي براي ادغام، بيشتر از تأثير فشار تزريق انژكتور خارجي است و دامن انژكتور خارجي به سمت دامن انژكتور داخلي كشيده مي‌شود. براي اختلاف فشارهاي تزريق بيش از 0/95 بار در انژكتور خارجي، به دليل اين كه تأثير فشار تزريق انژكتور خارجي براي ادغام بيشتر از تأثير فشار تزريق انژكتور داخلي است، اختلاف فشار تزريق انژكتور داخلي براي وقوع ادغام كاهش مي‌يابد و دامن انژكتور داخلي به سمت دامن انژكتور خارجي كشيده مي‌شود.

The purpose of this paper is to present experimental data for merging two outlet fluid skirts in a dual pressure- swirl coaxial injector. In this study, a dual pressure- swirl external mixing injector was designed and fabricated. Operational characteristics including discharge coefficient and breakup length were expressed in terms of different injection pressures for internal and external injectors. Utilizing fast shooting, based on the backlighting method, the interaction between of two outlet skirts were investigated and the merge performance map was extracted. The merge performance map results indicated, when the pressure difference of the external injector increases from 0.3 bar to 0.95 bar, the pressure difference of the internal injector for the merge to occur increases. The reason for this increase in this range of external injector injection pressure differences is that, the effect of the internal injector injection pressure for merge in this area is greater than the external injector injection pressure, the external injector skirt is pulled toward the internal injector skirt. For injection pressures difference of more than 0.95 bar in the external injector, because the effect of the external injector injection pressure for merge is greater than the internal injector injection pressure, the internal injector injection pressure difference is reduced for the merge to occur and the internal injector skirt is pulled toward the external injector skirt.