تحلیل عددی شکست و تبخیر غیرتعادلی قطره سوخت

مطالعه درباره احتراق سوختهای هیدروکربنی و رفتار آنها و بهینهسازی سیستمهای احتراقی از دیرباز مورد توجه بوده است. اکثر سوختهای فسیلی مورد استفاده در سیستمهای احتراقی به صورت مایع هستند، که قبل از احتراق باید به بخار تبدیل شوند. از اینرو بررسی تبخیر قطرات سوخت و همچنین شکست آنها برای بهبود احتراق و استفاده بهینه از سوخت، مهم و لازم است. در این پایاننامه، تبخیر سوختهای هیدروکربنی و شکست آنها مورد مطالعه قرار میگیرد. برای مدلسازی تبخیر قطرات، از دو مدل غیرتعادلی که بر پایه قانون تبخیر غیرتعادلی لانگمویر- نادسن است، استفاده شده است. بر اساس این دو مدل، چهار مدل تبخیر استخراج شده است. همچنین اثر جاذبه در تبخیر مورد مطالعه قرار گرفته و نتایج حل عددی چهار مدل در دو حالت، با در نظر گرفتن جاذبه و بدون در نظر گرفتن جاذبه با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. نتایج نشان میدهند که در نظر گرفتن اثر جاذبه باعث افزایش دقت حل و بهبود نتایج میشود. بر اساس نتایج به دست آمده، مدلی که بیشترین سازگاری را با نتایج آزمایشگاهی داشته، انتخاب شده و تبخیر سوختهای بنزن، دکان، هپتان و هگزان بررسی شده است. سپس برای مطالعه در باره شکست قطره، یک مدل ساده که قطر قطره بعد از شکست را مستقیماً تعیین میکند، به کار گرفته شده است. نتایج بر اساس تغییر در سرعت اولیه و تغییر در قطر اولیه نشان میدهد که در تبخیر، قطر اولیه قطره و در شکست، سرعت اولیه قطره در نتایج تأثیر زیادی دارد.