Levegő segédközeges porlasztás légsebességének meghatározása a permetben
A levegő segédközeges porlasztás használata elterjedt technológia az energetika különböző területein, az ipari tüzelőberendezések, például repüléshez és energiatermeléshez használt gázturbinák működésének fontos eleme. A folyékony tüzelőanyag felhasználású berendezésekkel szemben kialakult környezetvédelmi elvárások miatt, illetve a tüzelőanyag-felhasználás csökkentésének érdekében szükség van a porlasztási technológia optimalizálására, így a porlasztóval képzett permet tulajdonságainak vizsgálatára.
A levegő segédközeges porlasztóval képzett permet vizsgálata korábban Fázis Doppler Anemométerrel (PDA) történt, jelen dolgozat az adatok értékelésére fókuszál. Ezzel a méréstechnológiával optikai úton információt kaphatunk a permet részecskéinek méreteiről és sebességkomponenseiről anélkül, hogy a permet áramlását megzavarnánk. A PDA rendszerrel történő adatgyűjtés a permet különböző pontjain 6 porlasztó nyomás és 4 vizsgált folyadék 5 előmelegítési hőmérsékletén történt. A dolgozatban egy olyan értékelési módszer bemutatására kerül sor, amellyel az előzőekben említett összes porlasztási körülmény és anyag esetén információt kaphatunk a kétfázisú áramlás légsebességének tulajdonságairól a permetben, melyre a szakirodalomban pusztán ökölszabályok léteztek, a jelen dolgozatban tárgyalt mélységben és általánossággal ez nem elérhető.
A nagyméretű adatsorok értékelése statisztikai módszerekkel történt a részecskék méreteire és sebességeire vonatkozó eljárásokkal. Az adatok elsődleges szűrése után vizsgáltuk az axiális sebességek eloszlását. Azonos intervallumokra bontottuk a részecskék mérettartományát, majd a mérettartományokba eső részecskék sebességeinek statisztikai eloszlásait, azok tulajdonságait és hasonlóságait teszteltük nemparaméteres próba segítségével. A permet minőségéről fontos információkat ad a Stokes szám, ami a permet egyedi cseppjeinek áramláskövető tulajdonságát jellemzi.
A vizsgálat eredményeként egy olyan eljárást mutatok be, ami a kívánt statisztikai jellemzők mellett megtalálja az azonosan viselkedő cseppméret osztályokat, így következtethetünk a porlasztóközeg áramlási sebességére. A nagy adatbázis és széles áramlási sebességtartomány segítségével a Stokes számra egy olyan általános kritériumot fogalmazunk meg az áramlást elég jól követő cseppekre, mely az összes általunk vizsgált adatpontra jól alkalmazható.
Irodalom:
[1] Babinsky E, Sojka PE. Modeling drop size distributions. Prog Energy Combust Sci 2002;28:303–29. https://doi.org/10.1016/S0360-1285(02)00004-7.
[2] Lefebvre AH, Mcdonell VG. Atomization and Sprays, Second Edition. 2017. https://doi.org/10.1016/0009-2509(90)87140-N.
[3] Urbán A, Groniewsky A, Malý M, Józsa V, Jedelský J. Application of big data analysis technique on high-velocity airblast atomization: Searching for optimum probability density function. Fuel 2020;273:117792. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.117792.
[4] Urbán A, Malý M, Józsa V, Jedelský J. Effect of liquid preheating on high-velocity airblast atomization: From water to crude rapeseed oil. Exp Therm Fluid Sci 2019;102:137–51. https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2018.11.006.
