Levegő segédközeges porlasztó hatásfokának vizsgálata különböző folyadékok esetén
Napjainkban a tüzelési technológiák fejlesztésében kiemelkedő szerepet játszik a növekedő energiaigények kielégítése és a károsanyag-kibocsátás csökkentése. Az energiatermelésben résztvevő gázturbinák legtöbbje földgázzal működik, azonban jelentős részük folyékony tüzelőanyaggal is üzemképes. Ezek a tüzelőanyagok viszont csak gázfázisban alkothatnak a levegővel égőképes keveréket. Így a porlasztás folyamatának vizsgálata és optimális peremfeltételeinek meghatározása a lejátszódó folyamatok komplexitása miatt még napjainkban is további elemzéseket igényel. A számos különböző elven működő porlasztótípus közül vizsgálataink a levegő segédközeges porlasztóra fókuszálnak. Ezen típusú porlasztó esetében a tüzelőanyag cseppekre bontásához szükséges kinetikus energiát a folyadék és levegő közötti relatív sebesség biztosítja, mely előnye az egyszerű és olcsó kialakítás mellett biztosított jó minőségű porlasztás [1].
A vizsgálat fő célja a porlasztás folyamatának minőségi értékelése, különös tekintettel az irodalomban alkalmazott porlasztási hatásfokmodellek alkalmazására és azok összevetésére [2]–[4]. A rendelkezésre álló adatok diesel, könnyű fűtőolaj és repceolaj tüzelőanyaggal végzett mérésből adódnak, melyek mindegyike lézeres méréstechnológia, Fázis Doppler Anemométer segítségével készült. A mérések során az előmelegítés hatásvizsgálata is megtörtént az egyes tüzelőanyagok esetében a porlasztónyomás változásának elemzése mellett.
A porlasztás folyamatában megkülönböztethetünk primer és szekunder porlasztási szakaszokat, melyek során jelentős mértékben eltérő fizikai folyamatok játszódnak le, így vizsgálatukhoz eltérő méréstechnológiai háttér szükséges. A bemutatott elemzések a szekunder szakasz vizsgálatára fókuszálnak, ahol a fő cél, hogy kialakuló permet megfelelő kondícióban érje el az égőteret. A kialakuló permet minőségét a porlasztási folyamat létrehozásához szükséges kezdeti energia határozza meg. A folyamat során ez az energia a folyadék felületi feszültségének növelésére fordítódik, melynek következtében bekövetkezik a folyadéksugár aprózódása [4]. Megadható tehát a porlasztási hatásfok, mely a felületi feszültséget növelő és az összes bevezetett energia hányadosaként áll elő. A bemutatott hatásfok modellek kiértékelése által tehát lehetőség nyílik a porlasztás hatásfokának változását vizsgálni a porlasztónyomás és az előmelegítési hőmérséklet függvényében, amely további iránymutatást adhat a megújuló folyékony tüzelőanyagok optimális üzemi tartományának feltérképezésére.
Irodalomjegyzék:
[1] A. Urbán, M. Zaremba, M. Malý, V. Józsa, and J. Jedelský, “Droplet dynamics and size characterization of high-velocity airblast atomization,” Int. J. Multiph. Flow, vol. 95, pp. 1–11, 2017.
[2] J. Jedelsky and M. Jicha, “Energy considerations in spraying process of a spill-return pressure-swirl atomizer,” Appl. Energy, vol. 132, pp. 485–495, 2014.
[3] P. Stahle, H. P. Schuchmann, and V. Gaukel, “Performance and Efficiency of Pressure-Swirl and Twin-Fluid Nozzles Spraying Food Liquids with Varying Viscosity,” J. Food Process Eng., vol. 40, no. 1, 2017.
[4] J. Jedelsky and M. Jicha, “Energy conversion during effervescent atomization,” Fuel, vol. 111, pp. 836–844, 2013.
