동축형 다공성재 분사기의 분열 메커니즘

Abstract

동축형 다공성재 분사기에서는 기체가 분사기 중심을 지나는 액체 제트 주위를 둘러싼 다공성재를 통해 액체 제트를 향해 분사된다. 분사 방법의 차이로 인한 전단동축 분사기와 동축형 다공성재 분사기의 분열 메커니즘 차이를 살펴보기 위해, 전단동축 분사기와 동축형 다공성재 분사기를 사용하여 수류시험과 2-D 축대칭 수치해석을 진행하였다. 같은 유량조건에서의 가시화 이미지와 분무 평균입경을 비교하였으며, 수치해석을 통해 분사기 내부에서의 속도 분포가 액체 제트에 어떤 영향을 끼치는지 고찰하였다. 결과적으로, 기체의 유량이 늘어날수록 분사기 내부 속도가 낮음에도 동축형 다공성재 분사기의 미립화 및 혼합 성능이 전단동축 분사기에 비해 유리함을 확인할 수 있었다. In a coaxial porous injector, a gas propellant is injected through the porous cylinder surface to the liquid jet which is encircled by a porous cylinder. In this study, to observe the differences in disintegration mechanisms between a shear coaxial injector and a coaxial porous injector, cold-flow tests and 2-D axisymmetric numerical analysis have been carried out. The shadowgraph images and Sauter mean diameters were compared in similar experimental conditions, and the effects of velocity distributions at the inner injector region on the disintegration of liquid jet were investigated through the numerical calculations. As a result, in high air mass flow rate condition, the disintegration performance of coaxial porous injector is better than shear coaxial injector, in spite of a lower velocity at the inner injector region.