Ebook: Математические модели и расчет распределения топлива в турбулентном потоке воздуха за центробежной форсункой

Учебное пособие /С.В. Лукачев, А.А. Диденко, И.А. Зубрилин, С.Ю. Мишенков, С.О. Некрасова. — Самара: Самарский государственный аэрокосмический университет, 2011. — 115 с.Изложены основы теории и математические модели для расчета параметров течения жидкого топлива в каналах центробежной форсунки. Описаны математические модели и приведены примеры расчета функции (спектра) распределения капель по размерам и величин средних диаметров капель. Кратко рассмотрены методы определения дисперсных характеристик двухфазного потока, в том числе наиболее распространенные и современные лазерно-оптические. Разработаны математические и численные модели, приведены примеры квазиодномерного и трехмерного расчета траекторий движения капель и распределения топлива в факеле за центробежной форсункой при подаче топлива навстречу сносящему турбулентному потоку воздуха. Вычислительные программы и расчеты разработаны и осуществлены в среде математического пакета программ Math CAD и специализированного пакета вычислительной газодинамики Fluent. Результаты выполненных расчетов сравниваются между собой и с результатами других расчетных и экспериментальных исследований.
Учебное пособие предназначено для студентов старших курсов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям 160301 – «Авиационные двигатели и энергетические установки» для курсового и дипломного проектирования. Оно может быть полезным для магистрантов, аспирантов, инженерно-технических и научных работников при изучении процессов распыливания и смесеобразования с использованием методов инженерного анализа, численного моделирования и методов лазерно-оптических измерений.Содержание
Предисловие
Основы теории распыливания жидкого топлива
Общие сведения о форсунках и характеристиках факелов распыла
Теория работы идеальной форсунки
Струйные форсунки
Центробежные форсунки
Теория дробления струй и пленок жидкости
Физическая картина на механизма распыла
Вторичное дробление капель
Определение характеристик распределения капель по размеру и скоростям
LDA
PDA
PIV
PTV
Расчет характеристик распыла и испарения факела центробежной форсунки, расположенной против потока
Исходные данные для расчета
Спектр распыливания
Движение одиночной капли в потоке газа
Определение траектории движения капель в условиях топливного факела
Рассеивание капель относительно траекторий упорядоченного движения
Испарение капель в условиях топливного факела
Распределение жидкой фазы топлива
Определение функции распределения капель по размерам, среднего диаметра капель (по Заутеру)
Методика и пример трехмерного расчета характеристик факела распыливания с использованием специализированного пакета программ вычислительной гидрогазодинамики
Заключение