10 / 18
46
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2016. № 3
Свойства газа и жидкости.
Далее приведены основные свойства
исследуемой распыливаемой жидкости (керосина) и газа окружающей
среды (воздух).
Свойства керосина, параметры впрыска и свойства воздуха
Свойства керосина
Плотность, кг/м
3
................................................................. 780
Вязкость, кг/(м
с) ............................................................... 0,0024
Поверхностное натяжение, Н/м ........................................ 00263257
Параметры впрыска
Давление жидкости перед форсункой, Па ....................... 547 200
Массовый расход, кг/с ....................................................... 0,01015
Угол распыла....................................................................... 85
Диаметр среза сопла форсунки, м ..................................... 1,5
10
–3
Число Вебера ...................................................................... 1,785
Свойства воздуха
Плотность, кг/м
3
.................................................................. 1,225
Вязкость, кг/(м
с) ............................................................... 1,789
10
–5
Температура, K ................................................................... 298,15
Результаты.
Постоянная пленки, равная
0
ln
,
b
влияет на по-
ложение точки распада жидкой пленки на лигаменты, что, в свою оче-
редь, определяет их значения и последующий размер капель. По умолча-
нию эта постоянная равна 12, как самое подходящее для задач с высоки-
ми давлениями, однако в данном случае исследуется впрыск в воздуш-
ную среду с атмосферным давлением, поэтому значение постоянной тре-
бует уточнения, как и зависимость диаметра капель от этой постоянной.
Другая постоянная модели
L
C
(константа лигамента) напрямую
влияет на размер лигаментов и, следовательно, на размер капель. В
настоящем численном исследовании при моделировании распылива-
ния варьировались константа лигамента и постоянная пленки, в ре-
зультате чего были найдены зависимости среднего диаметра Заутера от
константы лигамента и постоянной пленки и определены их значения,
соответствующие экспериментальным данным.
На рис. 5–7 приведены результаты расчетов с использованием
Standard (
k
–ε)-модели и Realizable (
k
–ε)-модели турбулентности и при-
менением двух различных подходов к моделированию лобового сопро-
тивления, с изменением постоянной пленки в диапазоне 1…17, а по-
стоянной лигамента — 0,01…0,7.
Из рис. 6 и 7 следует, что Standard (
k
–ε)-модель и Realizable (
k
–ε)-
модель дают практически совпадающие значения диаметра Заутера для
всего диапазона постоянных лигамента.