Αξιολόγηση της χρήσης των μοντέλων RANS και LES μαζί με μοντέλα Euler-Lagrange στη μελέτη του τυρβώδους διασκορπισμού και εξάτμισης εκνεφώματος καυσίμου σε εγκάρσιο ρεύμα θερμού αέρα

• Κύριος συγγραφέας: Σταυρόπουλος, Ηλίας
• Άλλοι συγγραφείς: Stavropoulos, Ilias
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2020
• Θέματα: Διασκορπισμός δέσμης σταγονιδίων ισοπροπανόλης; Εξάτμιση δέσμης σταγονιδίων ισοπροπανόλης; Μοντέλα RANS; Μοντέλο μεγάλων δινών; Διασκορπιστές κοίλου και συμπαγούς κώνου; Μοντέλο DPM; Τurbulent dispersion; Fuel spray

Στην παρούσα εργασία γίνεται μία προσπάθεια προσομοίωσης του πεδίου ταχυτήτων και τύρβης μίας τυρβώδους ροής αέρα στην οποία θα γίνει ο ψεκασμός για την μοντελοποίηση της εξάτμισης και του διασκορπισμού σταγονιδίων καυσίμου. Αρχικά γίνεται μία προσπάθεια εύρεσης των κατάλληλων μοντέλων για την μοντελοποίηση της τυρβώδους ροής αέρα. Τα μοντέλα τύρβης που επιλέγονται είναι τα Standard , RNG και Realizable k-e από την οικογένεια των RANS μοντέλων καθώς και το LES τα οποία συγκρίνονται τόσο μεταξύ τους όσο και με πειραματικά δεδομένα με βάση τα μεγέθη της αξονικής και ακτινικής ταχύτητας του αέρα καθώς και με τα μεγέθη της τυρβώδους κινητικής ενέργειας και της διακύμανσης της αξονικής ταχύτητας. Η σύγκριση οδηγεί στην επιλογή των μοντέλων Realizable k-e και LES που θα χρησιμοποιηθούν και στην μοντελοποίηση της διακριτής φάσης δηλαδή των σταγονιδίων. Για την μοντελοποίηση του διασκορπισμού και της εξάτμισης των σταγονιδίων καυσίμου αρχικά ορίζονται οι φυσικές ιδιότητες του καυσίμου που στην περίπτωση μας είναι η ισοπροπανόλη. Στην συνέχεια γίνεται η κατάλληλη επιλογή των παραμέτρων που επηρεάζουν τον ψεκασμό με σκοπό την καλύτερη δυνατή προσέγγιση στα πειραματικά δεδομένα. Τελικά χρησιμοποιείται το μοντέλο DPM σε συνδυασμό με τα μοντέλα τύρβης και γίνεται σύγκριση με τα πειραματικά δεδομένα με βάση τα μεγέθη της αξονικής και ακτινικής ταχύτητας των σταγονιδίων , της μέσης διαμέτρου των σωματιδίων , της Sauter διαμέτρου των σταγονιδίων καθώς και του κλάσματος μάζας των ατμών της ισοπροπανόλης στον αέρα. Τέλος πρέπει να σημειωθεί ότι όλες οι προσομοιώσεις εκτελέστηκαν με χρήση του εμπορικού πακέτου Fluent της Ansys.