مدلسازی تبخیر قطره بیودیزل؛ تاثیر شرایط کاری و ترکیب سوخت

در این مقاله تبخیر قطره بیودیزل تحت شرایط کاری مختلف به صورت عددی مطالعه شده است. مدلی رایج برای تبخیر قطره سوختهای چندجزئی استفاده گردیده است. در این مدل معادلات شبه پایای فاز گاز به شکل تحلیلی و معادلات انرژی و انتقال گونه های شیمیایی فاز مایع به صورت عددی حل شده اند. زیر مدلها برای در نظر گرفتن اثر فشارهای زیاد اصلاح شده است. معادله حالت گاز واقعی پنگ-رابینسون به کار گرفته شده و تعادل فاز با به کارگیری مفهوم فوگاسیتی محاسبه شده است. همچنین اثر فشار بر خواص ترموفیزیکی و انتقالی فاز گاز در نظر گرفته شده است. پنج بیودیزل متداول که ترکیبهای متفاوتی از متیل استرها میباشند، بررسی شده اند. مشاهده شده است که تغییر در ترکیب بیودیزل تفاوت زیادی در عمر قطره ایجاد نمیکند و بیشترین تفاوت نزدیک به 20% میباشد. افزایش دمای محیط به کاهش عمر قطره و شدیدتر شدن گرادیان دمای درون قطره منجر میگردد. تاثیر فشار محیط بر تبخیر قطره در دماهای مختلف متفاوت میباشد. در دماهای کم، افزایش فشار به افزایش عمر قطره می-انجامد. در حالی که در دماهای زیاد، افزایش فشار ابتدا باعث بیشتر شدن عمر قطره و سپس کاهش آن میگردد. افزایش سرعت اولیه پاشش قطره نیز عمر قطره را کاهش می دهد. نتایج نشان می دهند که در فشارهای زیاد، دمای قطره به دمای بحرانی نزدیک شده و دقت مدل با تقریب فاز گاز شبه پایا کاهش می یابد. شعاع تاثیر بخار سوخت بر محیط با افزایش دما بزرگتر و با افزایش فشار کوچکتر میگردد.