Математическое моделирование потока капель распыливающего устройства

Аннотация

Представлены результаты математического моделирования, численных и лабораторных экспериментов, направленных на разработку оптического метода оценки распределения по размерам капель в факеле распыливающего устройства. Оптический метод основан на анализе яркости света, отраженного каплями жидкости. В качестве объекта исследования использовался распыл прозрачной жидкости (дистиллированной воды), производимый центробежной осесимметричной форсункой. Известно, что интенсивность (яркость) света, отраженного каплей, пропорциональна площади поверхности капли, а для сферических капель, соответственно, квадрату диаметра капли (далее по тексту термины интенсивность и яркость используются как синонимы). Для более детального представления закономерностей этой зависимости в случае потока капель была рассмотрена математическая модель, в которой факел распыла представлялся потоком сферических частиц с параметризацией практически всех значимых свойств факела распыла: произвольное распределение капель по размерам и скоростям, а также изменение этих характеристик со временем в процессе движения капель по потоку. Получены формулы и опробована математическая модель распыла форсунки, учитывающая изменение плотности капель за счет разлета капель в конусе распыла и неоднородности полей скорости. Определена зона возможного прекращения деления капель.