Regisztráció és bejelentkezés

Egyszerű sugaras levegő segédközeges porlasztás cseppméret-eloszlásának vizsgálata

A mérnöki gyakorlatban széles körben találkozunk levegő segédközeges porlasztással. Ezt a porlasztó típust előszeretettel alkalmazzák az ipari tüzelőberendezéseken kívül a kohászatban, de előfordulnak gyógyszeripari alkalmazások is [1]. A porlasztás anyag-, energia-, és impulzusátadással jár, ami jelenleg nem becsülhető megfelelően sem analitikusan, sem numerikusan. Ebből kifolyólag a leghatékonyabban mérési eredmények alapján tudjuk becsülni a porlasztmány tulajdonságait. A szakirodalomban leggyakrabban a Fázis Doppler Anemométert alkalmazzák ilyen célra, valamint a jelenlegi vizsgálat is e segítségével készült.

A cseppképződés bonyolultságát jól érzékelteti, hogy a szakirodalomban egy permet Sauter középátmérőjének (SMD) becslésére csak empirikus és félempirikus formulák állnak ma is rendelkezésre [2]. Mivel az általunk vizsgált porlasztó fő alkalmazási területe az energetika, így egy megfelelően deklarált eloszlásfüggvény hasznos lehet a tüzelési folyamatok elemzése során. Az itt jelenlévő legkisebb cseppek a gyulladást segítik elő, míg a legnagyobb méretű cseppek a lassú párolgási folyamatuk végett a károsanyagkibocsátást növelik [3]. A jelenleg rendelkezésre álló szakirodalmi háttéranyagok a vonatkozó eloszlásfüggvényekkel kapcsolatosan igen szűkösek. Léteznek ugyan publikációk, melyekben foglalkoznak eloszlásfüggvényekkel, azonban azok viselkedése az üzemi paraméterek függvényében nem egyértelmű. Az eloszlásfüggvények vizsgálata mellett lehetőség van más módszerekkel történő elemzésre is (például Maximális Entrópia és DPF eljárások), azonban ezek kiforratlansága és hátrányai miatt jelenlegi alkalmazásuk bizonytalan, azonban a későbbiekben alternatívát nyújthatnak az alkalmazott módszerek körében.

Így tehát, az előbbi megállapításokból kifolyólag a porlasztási eredmények alapján érdemes volt elemzés alá vetni a képletekben szereplő dimenziótlan számok permetképződésre gyakorolt hatását is, amelyből további megállapításokat tehetünk. A korábbi eredményekre alapozva és azokat felhasználva célszerűnek tartottuk a reprezentatív cseppméretek eloszlásának széleskörű vizsgálatát, amely választ adhat számos, eddig megválaszolatlanul maradt kérdésre [4]. Ezen vizsgálati metódus során több mint 20 lehetséges eloszlásfüggvényt vizsgáltunk meg, azonban megfelelő illeszkedést csak néhány mutatott. Fontos megjegyezni, hogy bár az SMD egy megfelelő reprezentatív mérőszáma a permetben lévő cseppek jellemzésére, ugyanakkor figyelemmel kell lennünk az eltérő méretű cseppek gyakoriságára is. Így az előzőekben bemutatott vizsgálati metódus segítségével többek között bemeneti adatokat biztosíthatunk a porlasztás modellezésével foglalkozóknak és a tüzeléstechnika területén dolgozó tervezőmérnököknek.

szerző

  • Urbán András
    Gépészmérnöki mesterképzési szak
    mesterképzés (MA/MSc)

konzulens

  • Dr. Józsa Viktor
    adjunktus, Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

helyezés

I. helyezett