Investigations of atomization of droplets in turbulent flows

Name: Investigations of atomization of droplets in turbulent flows
Author: Coşar, Veli Can

İsim	Investigations of atomization of droplets in turbulent flows
Yazar	Coşar, Veli Can
Basım Tarihi:	2024-08-30T14:33:51Z
Konu	Drops, Microdroplets, Multiphase flow, Mathematical models, Atomization, Mechanical engineering
Tür	Belge
Dil	İngilizce
Dijital	Evet
Yazma	Hayır
Kütüphane:	Özyeğin Üniversitesi
Kayıt Numarası	6713440e-5fd4-42c7-a339-7c4d6b087c48
Lokasyon	Department of Mechanical Engineering
Tarih	2024-08-30T14:33:51Z
Örnek Metin	Droplets are used in many important technologies, in the form of either single droplets or spray. Examples include car engines, combustion chambers of jet engines, rocket engines, metal particle production, surface coatings, surface cooling, surface reactions, inhalation, inhalation, agricultural spraying and inkjet printing technology. For example, in car, jet and rocket engines, the droplets are exposed to strong turbulent flow and they are divided into smaller pieces (atomization). It is very important to understand the relationship of atomization with the turbulence parameters for the development of relevant technologies and the creation of new technologies.The properties of the liquid, the speed of the droplet and the characteristics of turbulence are effective in the atomization of the liquid drop in the turbulent gas environment. Due to the eddies in the flow, transient forces occur on the droplets. The droplet becomes unstable by the action of these forces and by the interaction of the inner viscous and surface tension forces. Factors related to atomization should be expressed in dimensionless numbers. For example, Weber number of the the droplet, the Reynolds number of the droplet, the Reynolds number of the turbulence, the Ohnesorge number, the ratio of the length scales of the turbulence (Kolmogorov, Taylor and Integral length scales) to the diameter of the drop, the ratio of the average drop size resulting from the atomization to the length scales of the turbulence and the ratio of the time of atomization to the time scales of turbulence are examples of the most important of these dimensionless parameters. In addition, the interaction between turbulence and droplet is only defined with surface tension of the droplet, density and dissipation rate of the flow around it. There should be more parameters as decribed as example of dimensionless numbers. To have a better understanding of the atomization process, an isotropic homogenous turbulent flow environment is prepared with a cubic shaped wind tunnel. Due to avoid the effect of droplet coalescence and collapsing in breakup process, one droplet is exposed to isotropic turbulence and its breakup is examined. The parameters of turbulent flow are changed within a systematical control by changing speed or velocity profile of the propellers., Damlalar, gerek tek gerekse sprey ¸seklinde, bir¸cok ¨onemli teknolojide kullanılmaktadır. Araba motorları, jet motorların yanma odaları, roket motorları, metal par¸ca ¨uretimi, y¨uzey kaplamaları, y¨uzey so˘gutması, y¨uzey reaksiyonları, solunum yolu ile ila¸c alımı, yangın s¨ond¨urmesi, tarımsal ila¸clama ve inkjet baskı teknolojisi bunlara ¨ornektir. Orne˘gin araba, jet ve roket motorlarında, damlalar, kuvvetli t¨urb¨ulanslı akı¸sa maruz ¨ kalıp daha da k¨u¸c¨uk par¸calara b¨ol¨unmektedir. Bu par¸calanmanın t¨urb¨ulans parametreleri ile olan ili¸skisinin anla¸sılması, bu konuyla ilgili teknolojilerin geli¸stirilmesi ve yeni teknolojilerin yaratılması i¸cin ¸cok ¨onemlidir. Sıvı damlanın, t¨urb¨ulanslı gaz ortamında par¸calanmasında, sıvının ¨ozellikleri, damlanın hızı ve t¨urb¨ulansın ¨ozellikleri etken olmaktadır. Akı¸staki salınımlardan dolayı, damla ¨ust¨unde kararsız kuvvetler olu¸sur. Damla bu kuvvetlerin etkisiyle ve damla i¸ci viskoz ve y¨uzey gerilimi kuvvetlerin etkile¸simi ile kararsız ¸sekilde deforme olur ve damla i¸ci kararsız akı¸s olu¸sur. Par¸calanmayla ilgili etkenler, birimsiz sayılarla ifade edilmelidir. Damlanın ataletinin y¨uzey gerilimi kaynaklı kuvvette oranı olan Weber sayısı, damlanın Reynolds sayısı, t¨urb¨ulansın Reynolds sayısı, Ohnesorge sayısı, t¨urb¨ulansın uzunluk ¨ol¸c¨us¨un¨un (Kolmogorov, Taylor ve Integral) damlanın ¸capına oranı, par¸calanma sonucu ortaya ¸cıkan ortalama damla boyutunun t¨urb¨ulansın uzunluk ¨ol¸c¨us¨une oranı ve par¸calanma zamanın t¨urb¨ulansın zaman ¨ol¸c¨us¨une oranı bu sayıların en ¨onemlilerine ¨ornektir. Bunun yanı sıra, damla ve ¸cevresindeki t¨urb¨ulanslı akı¸s arasındaki ili¸ski sadece damlanın y¨uzey gerilimi, damlayı ta¸sıyan gazın yo˘gunlu˘gu ve akı¸sın disipasyon oranı ile a¸cıklanmı¸stır. Par¸calanma s¨urecini daha iyi anlamak i¸cin, izotropik ve homojen ¨ozelliklere sahip t¨urb¨ulanslı akı¸sın oldu˘gu k¨up ¸sekilli bir r¨uzgar t¨uneli ¨uretilmi¸stir. Damlaların kendi aralarında ¸carpı¸smalarını ve bu ¸carpı¸smaların par¸calanma konusundaki etkisini ortadan kaldırmak i¸cin deneyler tek damlanın izotropik t¨urb¨ulans akı¸sına atılıp par¸calanmasını g¨ozlemleyerek yapılmı¸stır. T¨urb¨ulanslı akı¸sın ¨ozellikleri sistematik olarak pervanelerin hızını ve hız profilleri aracılı˘gıyla de˘gi¸stirilmi¸stir.

Kaynağa git Özyeğin Üniversitesi

Aramaya Dön

Özyeğin Üniversitesi

Kaynağa git

Investigations of atomization of droplets in turbulent flows

Yazar Coşar, Veli Can

Basım Tarihi 2024-08-30T14:33:51Z

Konu Drops, Microdroplets, Multiphase flow, Mathematical models, Atomization, Mechanical engineering

Tür Belge

Dil İngilizce

Dijital Evet

Yazma Hayır

Kütüphane Özyeğin Üniversitesi

Kayıt Numarası 6713440e-5fd4-42c7-a339-7c4d6b087c48

Lokasyon Department of Mechanical Engineering

Tarih 2024-08-30T14:33:51Z

Örnek Metin Droplets are used in many important technologies, in the form of either single droplets or spray. Examples include car engines, combustion chambers of jet engines, rocket engines, metal particle production, surface coatings, surface cooling, surface reactions, inhalation, inhalation, agricultural spraying and inkjet printing technology. For example, in car, jet and rocket engines, the droplets are exposed to strong turbulent flow and they are divided into smaller pieces (atomization). It is very important to understand the relationship of atomization with the turbulence parameters for the development of relevant technologies and the creation of new technologies.The properties of the liquid, the speed of the droplet and the characteristics of turbulence are effective in the atomization of the liquid drop in the turbulent gas environment. Due to the eddies in the flow, transient forces occur on the droplets. The droplet becomes unstable by the action of these forces and by the interaction of the inner viscous and surface tension forces. Factors related to atomization should be expressed in dimensionless numbers. For example, Weber number of the the droplet, the Reynolds number of the droplet, the Reynolds number of the turbulence, the Ohnesorge number, the ratio of the length scales of the turbulence (Kolmogorov, Taylor and Integral length scales) to the diameter of the drop, the ratio of the average drop size resulting from the atomization to the length scales of the turbulence and the ratio of the time of atomization to the time scales of turbulence are examples of the most important of these dimensionless parameters. In addition, the interaction between turbulence and droplet is only defined with surface tension of the droplet, density and dissipation rate of the flow around it. There should be more parameters as decribed as example of dimensionless numbers. To have a better understanding of the atomization process, an isotropic homogenous turbulent flow environment is prepared with a cubic shaped wind tunnel. Due to avoid the effect of droplet coalescence and collapsing in breakup process, one droplet is exposed to isotropic turbulence and its breakup is examined. The parameters of turbulent flow are changed within a systematical control by changing speed or velocity profile of the propellers., Damlalar, gerek tek gerekse sprey ¸seklinde, bir¸cok ¨onemli teknolojide kullanılmaktadır. Araba motorları, jet motorların yanma odaları, roket motorları, metal par¸ca ¨uretimi, y¨uzey kaplamaları, y¨uzey so˘gutması, y¨uzey reaksiyonları, solunum yolu ile ila¸c alımı, yangın s¨ond¨urmesi, tarımsal ila¸clama ve inkjet baskı teknolojisi bunlara ¨ornektir. Orne˘gin araba, jet ve roket motorlarında, damlalar, kuvvetli t¨urb¨ulanslı akı¸sa maruz ¨ kalıp daha da k¨u¸c¨uk par¸calara b¨ol¨unmektedir. Bu par¸calanmanın t¨urb¨ulans parametreleri ile olan ili¸skisinin anla¸sılması, bu konuyla ilgili teknolojilerin geli¸stirilmesi ve yeni teknolojilerin yaratılması i¸cin ¸cok ¨onemlidir. Sıvı damlanın, t¨urb¨ulanslı gaz ortamında par¸calanmasında, sıvının ¨ozellikleri, damlanın hızı ve t¨urb¨ulansın ¨ozellikleri etken olmaktadır. Akı¸staki salınımlardan dolayı, damla ¨ust¨unde kararsız kuvvetler olu¸sur. Damla bu kuvvetlerin etkisiyle ve damla i¸ci viskoz ve y¨uzey gerilimi kuvvetlerin etkile¸simi ile kararsız ¸sekilde deforme olur ve damla i¸ci kararsız akı¸s olu¸sur. Par¸calanmayla ilgili etkenler, birimsiz sayılarla ifade edilmelidir. Damlanın ataletinin y¨uzey gerilimi kaynaklı kuvvette oranı olan Weber sayısı, damlanın Reynolds sayısı, t¨urb¨ulansın Reynolds sayısı, Ohnesorge sayısı, t¨urb¨ulansın uzunluk ¨ol¸c¨us¨un¨un (Kolmogorov, Taylor ve Integral) damlanın ¸capına oranı, par¸calanma sonucu ortaya ¸cıkan ortalama damla boyutunun t¨urb¨ulansın uzunluk ¨ol¸c¨us¨une oranı ve par¸calanma zamanın t¨urb¨ulansın zaman ¨ol¸c¨us¨une oranı bu sayıların en ¨onemlilerine ¨ornektir. Bunun yanı sıra, damla ve ¸cevresindeki t¨urb¨ulanslı akı¸s arasındaki ili¸ski sadece damlanın y¨uzey gerilimi, damlayı ta¸sıyan gazın yo˘gunlu˘gu ve akı¸sın disipasyon oranı ile a¸cıklanmı¸stır. Par¸calanma s¨urecini daha iyi anlamak i¸cin, izotropik ve homojen ¨ozelliklere sahip t¨urb¨ulanslı akı¸sın oldu˘gu k¨up ¸sekilli bir r¨uzgar t¨uneli ¨uretilmi¸stir. Damlaların kendi aralarında ¸carpı¸smalarını ve bu ¸carpı¸smaların par¸calanma konusundaki etkisini ortadan kaldırmak i¸cin deneyler tek damlanın izotropik t¨urb¨ulans akı¸sına atılıp par¸calanmasını g¨ozlemleyerek yapılmı¸stır. T¨urb¨ulanslı akı¸sın ¨ozellikleri sistematik olarak pervanelerin hızını ve hız profilleri aracılı˘gıyla de˘gi¸stirilmi¸stir.