Experimentální analýza procesu rozpadu kapaliny u šumivé trysky
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Práce pojednává o experimentálním výzkumu mechanismů rozpadu kapaliny při procesu rozprašování dvoumédiových trysek. První část výzkumné práce se zabývá porovnáním čtyř dvoumédiových trysek při provozu v energeticky efektivních režimech. Dvě zkoumané trysky jsou standardní konstrukce, šumivá a Y-jet, další dvě byly vyvinuty v rámci práce, tzv. CFT a inverzní šumivá tryska. Výsledky ukazují, že jediná tryska schopná generovat stabilní sprej za daných podmínek je inverzní šumivá tryska. Důvodem tohoto chování je specifický způsob rozprašování kapaliny, který je podobný způsobu rozprašování u šumivých trysek. Tento poznatek pak vedl k definici oblasti zájmu a cílů disertační práce a další výzkum se zabývá už pouze vybranou tryskou a daným mechanismem rozpadu kapaliny. Práce popisuje rozpad kapaliny na základě analýzy vysokorychlostních záznamů za použití různých metod zpracování obrazu (řádná pravoúhlá dekompozice, Fourierova transformace) a získané poznatky jsou kombinovány s analýzou rychlostního pole ve spreji spolu s měřením velikostí kapek. Velikostní a rychlostní charakteristiky spreje byly proměřeny pomocí fázového Dopplerovského anemometru a data byla následně zpracována ve vztahu k dynamice proudění ve spreji. Za použití kombinace zmíněných technik a zpracování dat bylo možné fyzikálně popsat mechanismus rozpadu kapaliny. Práce přináší nový náhled na rozpad kapaliny u šumivých trysek a ukazuje tak, že lze rozprašovat vysoce viskózní kapaliny i za nízkých tlaků a spotřebě injektovaného vzduchu.
The thesis deals with experimental research of mechanism of liquid breakup at twin-fluid atomizers. Four different atomizers were examined at the beginning of the research. Two of them were of standard design (Y-jet and effervescent nozzles), and the rest two atomizers were developed as a part of the thesis (so called CFT and inversed effervescent atomizers). Results show that only the inversed effervescent atomizer was capable of generating stable spray under examined conditions due to the specific breakup mechanism. This mechanism is similar to what was observed in effervescent atomizers. However, the mixing process inside the inversed effervescent atomizer is very different. The specific breakup mechanism was then defined as the main scope of the thesis. It was investigated by the high-speed imaging. The images were then processed by proper orthogonal decomposition and by fast Fourier transformation. Spray spatial development was examined using phase Doppler anemometer. The data was analyzed to describe the dynamics of the spray. A detailed description of the breakup mechanism is made from the combination of the experimental and post-processing techniques. The thesis brings new insight into the understanding of the liquid breakup mechanism and shows a potential for a further development of the inversed effervescent atomizer.
The thesis deals with experimental research of mechanism of liquid breakup at twin-fluid atomizers. Four different atomizers were examined at the beginning of the research. Two of them were of standard design (Y-jet and effervescent nozzles), and the rest two atomizers were developed as a part of the thesis (so called CFT and inversed effervescent atomizers). Results show that only the inversed effervescent atomizer was capable of generating stable spray under examined conditions due to the specific breakup mechanism. This mechanism is similar to what was observed in effervescent atomizers. However, the mixing process inside the inversed effervescent atomizer is very different. The specific breakup mechanism was then defined as the main scope of the thesis. It was investigated by the high-speed imaging. The images were then processed by proper orthogonal decomposition and by fast Fourier transformation. Spray spatial development was examined using phase Doppler anemometer. The data was analyzed to describe the dynamics of the spray. A detailed description of the breakup mechanism is made from the combination of the experimental and post-processing techniques. The thesis brings new insight into the understanding of the liquid breakup mechanism and shows a potential for a further development of the inversed effervescent atomizer.
Description
Citation
ZAREMBA, M. Experimentální analýza procesu rozpadu kapaliny u šumivé trysky [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2018.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Konstrukční a procesní inženýrství
Comittee
doc. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Tomáš Hyhlík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Jiří Hájek, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Miroslav Jícha, CSc. (člen)
Ing. Jaroslav Sláma (člen)
Date of acceptance
2018-03-05
Defence
Doktorand zpracoval a prezentoval téma DDP na významné výzkumné úrovni. Téma zahrnuje významnou experimentální část a rozsahem představuje přínos v daném oboru.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení