Fuel spray vaporization in humid environment

Abstract

The vaporization and transport of a monodisperse fuel spray in a cold, humid environment are analyzed, allowing for the possibility that the water vapor may condense, either heterogeneously at the droplet surface or homogeneously in the gas medium, as the spray interior is chilled through fuel vaporization. Results show that the associated condensation heat release is substantial and can significantly enhance the fuel vaporization rate, especially for the heterogeneous mode. It is further found that after initiation of vaporization the droplet temperature rapidly approaches a characteristic, constant value with heterogeneous condensation; this renders analytical solution possible. Potential complications caused by water condensation during spray experimentation are also discussed. On analyse la vaporisation et le transport d'un brouillard monodisperse de combustible dans un environnement froid et humide, en admettant que la vapeur d'eau puisse se condenser soit de faГ§on hГ©tГ©rogГЁne Г la surface des gouttes, soit de faГ§on homogГЁne dans le milieu gazeux, lorsque le coeur du brouillard est refroidi par la vaporisation du combustible. Des rГ©sultats montrent que la condensation associГ©e peut sensiblement accroitre le taux de vaporisation du combustible, spГ©cialement par le mode hГ©tГ©rogГЁne. On trouve qu'aprГЁs l'initiation de la vaporisation la tempГ©rature des gouttes approche rapidement une valeur constante caractГ©ristique de la condensation hГ©tГ©rogГЁne; ceci rend possible une solution analytique. On discute aussi des complications potentielles causГ©es par la condensation de l'eau pendant l'expГ©rimentation. Es werden die Verdampfung und die Bewegung eines mono-dispersen BrennstoffsprГјhnebels in einer kalten, feuchten Umgebung untersucht, wobei die MГ¶glichkeit berГјcksichtigt wird, daОІ der Wasserdampf entweder heterogen an der TrГ¶pfchenoberflГӨche oder homogen in Gasmedium kondensiert, in dem sich der Nebel durch die Brennstoffverdampfung abkГјhlt. Die Ergebnisse zeigen, daОІ die WГӨrmeabgabe durch Kondensation von groОІer Bedeutung ist und die Verdampfungsgeschwindigkeit des Brennstoffes wesentlich verbessern kann, besonders im heterogenen Fall. Es stellte sich ferner heraus, daОІ nach Einsetzen der Verdampfung die Temperatur der TrГ¶pfchen bei heterogener Kondensation sehr schnell einen charakteristischen konstanten Wert annimmt; dies lГӨОІt eine analytische LГ¶sung mГ¶glich erscheinen. MГ¶gliche Schwierigkeiten durch Wasserkondensation bei den Einspritzversuchen werden ebenfalls diskutiert. AРҪaлизиpyСҺСӮcСҸ РҝpoСҶeccСӢ РёcРҝapeРҪРёСҸ Рё РҝepeРҪoca РјoРҪoРҙРёcРҝepcРҪoРіo pacРҝСӢР»a СӮoРҝливa РІ СҮoР»oРҙРҪoР№ РІР»aР¶РҪoР№ oРәpyР¶aСҺСүeР№ cpeРҙe c yСҮГ«СӮoРј РІoР·РјoР¶РҪoР№ РәoРҪРҙeРҪcaСҶРёРё РІoРҙСҸРҪoРіo Рҝapa или РіeСӮepoРіeРҪРҪe РҪa РҝoРІepСҮРҪocСӮРё РәaРҝли или РіoРјoРіeРҪРҪo Р·a cСҮГ«СӮ РёcРҝapeРҪРёСҸ СӮoРҝливa. PeР·yР»СҢСӮaСӮСӢ РҝoРәaР·СӢРІaСҺСӮ, СҮСӮo РІeлиСҮРёРҪa РІСӢРҙeР»СҸСҺСүeР№cСҸ СӮeРҝР»oСӮСӢ РәoРҪРҙeРҪcaСҶРёРё СҸРІР»СҸeСӮcСҸ Р·РҪaСҮРёСӮeР»СҢРҪoР№ Рё РјoР¶eСӮ cyСүecСӮРІeРҪРҪo ycилиСӮСҢ РёРҪСӮeРҪcРёРІРҪocСӮСҢ РёcРҝapeРҪРёСҸ СӮoРҝливa, РІ ocoРұeРҪРҪocСӮРё РІ peжимe РіeСӮepoРіeРҪРҪoР№ РәoРҪРҙeРҪcaСҶРёРё. HaР№РҙeРҪo, СҮСӮo РҪaСҮРёРҪaСҸ c РјoРјeРҪСӮa РІoР·РҪРёРәРҪoРІeРҪРёСҸ РёcРҝapeРҪРёСҸ, СӮeРјРҝepaСӮypa РәaРҝли РұСӢcСӮpo РҝpРёРұлижaeСӮcСҸ Рә РҝocСӮoСҸРҪРҪoРјy Р·РҪaСҮeРҪРёСҺ, СҮapaРәСӮepРҪoРјy РҙР»СҸ РҝpoСҶecca РіeСӮepoРіeРҪРҪoР№ РәoРҪРҙeРҪcaСҶРёРё, СҮСӮo РҝoР·РІoР»СҸeСӮ РҝoР»yСҮРёСӮСҢ aРҪaлиСӮРёСҮecРәoe peСҲeРҪРёe. TaРәР¶e РҝpoРІeРҙeРҪo oРұcyР¶РҙeРҪРёe РІoР·РјoР¶РҪoРіo ycР»oР¶РҪeРҪРёСҸ Р·aРҙaСҮРё Р·a cСҮГ«СӮ РәoРҪРҙeРҪcaСҶРёРё РІoРҙСҸРҪoРіo Рҝapa.