Analýza kvality šumivého spreje pro použití v kapalinových hořácích ohřevných pecí

Analysis of effervescent spray quality for oil-fired furnace application

journal article in Web of Science

en

The quality of liquid fuel atomization is a key factor in the formation of gaseous pollutants and particulate emissions. This paper investigates the quality of effervescent spray, which has established itself as a promising alternative to conventional spray formation mechanisms. The reported results were obtained using a dual-phase Doppler analyser. Droplet data were collected in multiple locations varying both axially and radially, in intermediate spray region. The results display spatial development of Sauter mean diameter (SMD) in effervescent sprays at different operating conditions, but they also show that SMD may be insufficient to characterize the spray, especially near to the dense spray region. This conclusion is based on the observed large variance of drop size and velocity and on their mutual correlation. It is concluded that for modelling purposes, joint distributions of drop size and velocity would be more appropriate to fully characterize the primary atomization in an effervescent spray.

Kvalita atomizace kapalného paliva je klíčovým faktorem při vzniku plynných a tuhých znečišťujících látek. Tento článek zkoumá kvalitu šumivého spreje, který se etabloval jako slibná alternativa k běžným mechanismům tvorby spreje. Uváděné výsledky byly získány za použití duálního fázového Dopplerovského analyzátoru. Údaje o kapkách byly shromážděny v různých místech axiálně i radiálně, v přechodné oblasti spreje. Výsledky zobrazují prostorový vývoj Sauterova středního průměru (SMD) v šumivých sprejích při různých provozních podmínkách, ale také ukazují, že SMD může být nedostatečný pro charakterizaci spreje, a to zejména v blízkosti husté oblasti spreje. Tento závěr je založen na pozorování velkého rozptylu velikosti kapek a rychlosti, a na jejich vzájemné korelaci. Z toho plyne, že pro účely modelování je vhodnější sdružené rozložení velikosti kapek a jejich rychlosti, aby plně charakterizovaly primární atomizaci v šumivých sprejích.

The quality of liquid fuel atomization is a key factor in the formation of gaseous pollutants and particulate emissions. This paper investigates the quality of effervescent spray, which has established itself as a promising alternative to conventional spray formation mechanisms. The reported results were obtained using a dual-phase Doppler analyser. Droplet data were collected in multiple locations varying both axially and radially, in intermediate spray region. The results display spatial development of Sauter mean diameter (SMD) in effervescent sprays at different operating conditions, but they also show that SMD may be insufficient to characterize the spray, especially near to the dense spray region. This conclusion is based on the observed large variance of drop size and velocity and on their mutual correlation. It is concluded that for modelling purposes, joint distributions of drop size and velocity would be more appropriate to fully characterize the primary atomization in an effervescent spray.

Effervescent spray; Dual-phase Doppler anemometry; Drop size and velocity joint distributions; Axial and radial droplet velocity distributions; Visualization

2015

20.02.2015

Springer-Verlag

Berlin Heidelberg

1618-954X

17

5

1195–1205

11