بررسی اثر انتقال حرارت تشعشعی بر نرخ گرم شدن یک قطره سوخت

تزریق قطرات دارای کاربردهای بسیار متنوعی در صنعت می باشد که یکی از مهمترین آنها تزریق قطرات سوخت در اکثر سیستم های احتراقی است. با توجه به بالا بودن دما در این سیستم ها، انتقال حرارت تشعشعی به قطره سوخت می تواند در نرخ گرم شدن و در نتیجه در تعیین طول عمر آن 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 مورد بررسی قرار گرفته است. از تئوری می  برای محاسبه شدت و توزیع جذب تشعشع جهت دار و از مدل ساده سازی شده دمبروسکی  برای محاسبه شدت و توزیع شعاعی جذب تابش با تقارن کروی استفاده شده است. حداکثر جذب برای قطره ای از جنس دودکان در حالت تابش جهت دار در پشت قطره ودر حالت تقارن محوری در سطح قطره اتفاق می افتد. نتایج نشان می دهد 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.

مقدمه

امروزه سیستم های احتراقی با تزریق قطرات سوخت مایع بسیار رایج هستند که می توان به موتورهای احتراق داخلی، محفظه های احتراق، بویلرهای با سوختهای مایع همچون مازوت، به عنوان مثالهایی از کاربرد متنوع آنها اشاره کرد. با توجه به اینکه به منظور طراحی صحیح و بهینه این سیستم ها نیاز به درک صحیح و بسیار دقیقی از دینامیک قطرات تزریق شده، نرخ گرم شدن و تبخیر آنها می باشد، بررسی دقیق تر این پدیده ضروری به نظر می رسد [1]. به همین منظور با توجه به بالا بودن دما در اکثر سیستم های احتراقی، در این مقاله اثر انتقال حرارت تابشی بر نرخ گرم شدن یک قطره سوخت مورد بررسی قرار گرفته است.

با توجه به اینکه فرض کره های مات  در محاسبه میزان جذب تشعشع در مورد قطرات مایع، که موادی نیمه شفاف هستند منطقی بنظر نمی رسد، تاکنون برای بدست آوردن میزان جذب انرژی از طریق انتقال حرارت تشعشعی و همچنین توزیع آن درون قطره، مدلهای مختلفی ارائه شده اند [1]. از مهمترین مدلهای موجود می توان به تئوری می ، روش تعقیب اشعه (تقریب هندسی نوری ) ، معادله انتقال حرارت تشعشعی ، مدل های ساده سازی شده ی  DP0وMDP0 و مدل جدید دمبروسکی، اشاره کرد [1].

متن کامل مقاله را از لینک زیر دریافت نمایید:

دانلود کنید.