Исследование способов снижения размера капель при распыле воды форсункой
Автор: Сергей Станиславович Попович
Соавторы: Здитовец А.Г., Киселев Н.А., Виноградов Ю.А.
Организация: НИИ механики МГУ
В инженерной практике традиционным методом распыла жидкостей является использование форсунок. Различают следующие типы форсунок: струйные, центробежные, пневматические (двухфазные), ударные, механические, акустические и т.п. В материалах коммерческих фирм (Lechler, Spraying Systems Co., Bete, Euspray и др.) часто используется собственная терминология (щелевые, вращающиеся, струйные с длинным соплом, ультразвуковые и пр.).
Процесс образования мелкодисперсного распыла довольно хорошо описан в литературе для различных типов форсунок. В механических (струйных, центробежных) и пневматических (воздушных, паровых) форсунках дробление истекающей из сопла пелены жидкости происходит под действием гидродинамических сил, вызванных разностью скоростей пелены жидкости и окружающей среды, с образованием отдельных сгустков в виде нитей и их дальнейшим распадом на капли. В ряде случаев имеет место многоплановое вторичное взаимодействие капель с несущим газовым потоком.
В данной работе для определения размера капель использовался панорамный теневой лазерный метод SSP (shadow photography) [1, 2], включающий в себя: систему освещения потока на основе двойного импульсного Nd:YAG лазера Beamtech, светорассеивающий экран для создания фоновой подсветки, цифровую ПЗС-камеру, объектив-микроскоп и синхронизирующий процессор Polis SP-10.0ПС. Цифровой анализ теневого SSP (shadow photography) изображения капель позволяет определить положение и границу объекта в момент фоновой подсветки лазером, что важно в задачах термоаэродинамики двухфазного потока.
Рис. Гистограмма распределения капель по размерам при распыле воды центробежной форсункой в атмосферу
1. Попович С.С., Виноградов Ю.А., Здитовец А.Г. Экспериментальное исследование термогазодинамики течения воздушно-капельного потока в плоском сверхзвуковом сопле // XIII Всероссийский Съезд по теоретической и прикладной механике: Сборник тезисов докладов. СпБПУ, 2023. С. 1051-1052.
2. Знаменская И.А. Методы панорамной визуализации и цифрового анализа теплофизических полей. Обзор // Научная визуализация. 2023. Т. 13, №. 3. С. 125-158.
