بررسی اثر انتقال حرارت تشعشعی بر نرخ گرم شدن یک قطره سوخت در حضور چرخش داخلی قطره

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

با توجه به بالا بودن دما در اکثر سیستم های احتراقی که در آنها از پاشش سوخت استفاده می شود، انتقال حرارت تشعشعی به قطره سوخت تزریق شده می تواند در نرخ گرم شدن و در نتیجه در طول عمر قطرات دارای اهمیت باشد. در این مقاله اثر انتقال حرارت تشعشعی به دو صورت تابش جهت دار و تابش با تقارن کروی بر نرخ گرم شدن یک قطره سوخت با درنظر گرفتن چرخش داخلی آن مورد بررسی قرار گرفته است. حوزه سیال در داخل و خارج از قطره، با استفاده از روش حجم کنترل و در حضور انتقال حرارت تشعشعی به قطره، حل شده اند. از تئوری می (Gustav Mie ) برای محاسبه شدت و توزیع تابش جهت دار و از مدل ساده سازی شده دمبروسکی (Leonid A. Dombrovsky ) برای محاسبه شدت و توزیع شعاعی تابش با تقارن کروی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که حداکثر جذب برای قطره ای از جنس دودکان در حالت تابش جهت دار عمدتاً در پشت قطره و در حالت تقارن کروی در سطح جلویی قطره اتفاق می افتد. به علاوه از نتایج به دست می آید که تابش جهت دار تاثیر چندانی بر نرخ گرم شدن قطرات ندارد، اما تابش با تقارن کروی می تواند نرخ گرم شدن قطره را تسریع کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Thermal Radiation Heat Transfer Effects on Single Fuel Droplet Heat up Considering it’s Internal Circulation

نویسندگان [English]

  • Morteza Anbarsouz
  • Hamid Niazmand
چکیده [English]

High temperatures are often encountered in almost all of the combustion systems, therefore, thermal radiation heat transfer can influence the droplets heat up rate and consequently their life time. In this paper, the effect of thermal radiation heat transfer is investigated for two cases of directional and spherically symmetric illuminations. The flow and temperature fields insdie and outside of the droplet are solved numerically using control volume approach in the presence of thermal radiation. Mie theory is used for the case of directionally illuminated droplet and Dombrovsky’s simplified model is employed for the spherically symmetric illumination to determine the amount and distribution of the absorbed thermal heat inside the droplet. Maximum absorption for a dodecane droplet occurs at the back of the droplet when subjected to directional illumination, while it happens on the surface of the droplet for spherically symmetric illumination. Results show that the heat up rate is less affected by directional radiation whereas spherically symmetric radiation enhances the heat up rate.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fuel Droplet
  • Vaporization Rate
  • Droplet Injection
  • Directional Illumination
  • Spherically Symmetric Illumination
CAPTCHA Image