|
|
Vizualization and optical measurements of two-phase flows for pressure-swirl atomizer
Janáčková, Lada ; Lízal, František (referee) ; Jedelský, Jan (advisor)
Tato práce se zabývá studií Simplex a SR verze původní trysky používané ve spalovací komoře malého proudového motoru. Pro lepší porozumění procesu rozprašování byl vyroben transparentní model obou trysek v měřítku 10:1. Tvorba spreje u tlakové vířivé trysky je komplexní proces dvoufázového proudění. Vnitřní a vnější proudění bylo zkoumáno pomocí Laserového Dopplerovského Anemometru a vysokorychlostní kamery při vstupních tlacích p = 0.5, 1.0 a 1.5 MPa s použitím kerosinu a p-Cymenu. Z hlediska vnitřního proudění byla provedena charakteristika vzdušného jádra a zkoumán vliv různých SFR hodnot na délku a průměr jádra. Dále byly objasněny rychlostní profily společně s jejich fluktuačními složkami vzhledem k Reynoldsovu číslu a použité kapalině. Také jednoduchý numerický model byl vyvinut k odhadu vnitřního proudění pomocí trackování částic. V případě vnějšího proudění byl zkoumán vliv vstupního tlaku na rozpadovou vzdálenost spreje a úhel kužele spreje.
|
|
|
Design and construction of transparent nozzle for visualization and measurement of the internal flow
Sapík, Marcel ; Fojtlín, Miloš (referee) ; Jedelský, Jan (advisor)
This thesis deals with design and construction of transparent nozzle for research of internal flow of liquids. The objective was to design potential construction of the nozzle and make a manufacturing drawing. The theoretical part deals with basics of atomization including properties of liquids and describes basic optical methods for internal flow in a nozzle. In the research part of this thesis, a number of construction solutions has been picked to serve as an inspiration for the final shape of the nozzle. Its construction is elaborated in the last part along with a description of the process, a manufacturing drawing, and a visual documentation with a 3D model.
|
|
|
Internal Flow of Spill-Return Pressure-Swirl Atomizers
Malý, Milan ; Honus,, Stanislav (referee) ; Lozano, Antonio (referee) ; Jedelský, Jan (advisor)
Tlakové vířivé trysky (TVT) jsou používané v mnoha aplikacích, kde je potřebná velká plocha kapek nebo kde povrch musí být nanesen kapalinou, např. spalování, sprejové chlazení nebo nanášení barev. Parametry spreje z TVT jsou úzce spojené s jejich vnitřním prouděním. Obtokové trysky vylepšují koncepci klasických TVT přítomností otvoru, skrz který může kapalina odtékat zpět do nádrže. Díky této koncepci je možné regulovat vstřikovací množství kapaliny změnou průtoku tímto otvorem, zatímco se ve vířivé komůrce udržuje vysoký tlak, který zaručí dobrou kvalitu spreje. Obtokové trysky byly historicky málo prozkoumány a jejich vnitřní proudění nebylo studováno téměř vůbec. V této práci je popsáno vnitřní proudění několika obtokových trysek jak experimentálně, tak numericky. Tato data jsou následně korelována s měřenými vlastnostmi spreje. Výsledky ukazují, že přidání obtokového otvoru silně ovlivní vnitřní proudění i v případech, kdy obtokem neproudí žádná kapalina. V některých případech se vůbec nezformuje vzdušné jádro a tím se destabilizuje výtok z trysky, čímž vznikne nestabilní sprej. Mimoosé obtokové otvory generují a stabilizují vzdušné jádro, což pomáhá formovat kapalinovou stěnu a vysoce kvalitní sprej. Nicméně některé konfigurace změnily charakter rozpadu kapalinové stěny, což se projevilo i na kvalitě spreje. Navíc regulační schopnost a stabilita spreje závisí na vzdálenosti obtokových otvorů od osy vířivé komůrky. Na závěr byla upravena neviskózní teorie, která analyticky popisuje vnitřní proudění v TVT, tak aby byla aplikovatelná i na obtokové trysky. Pomocí tohoto přístupu byla odvozena teoretická predikce výtokového součinitele a velikosti vzdušného jádra v závislosti na obtokovém poměru (SFR). Zároveň byly pro obtokové trysky upraveny empirické korelace původně odvozené pro TVT. Tato práce přináší nový vhled k porozumění vnitřního proudění obtokových trysek a její výsledky najdou uplatnění při jejich návrhu.
|
|
|
Testing of a transparent model of a pressure-swirl nozzle
Sapík, Marcel ; Pech, Ondřej (referee) ; Jedelský, Jan (advisor)
The aim of the thesis is to put a transparent scaled PMMA model of the pressure swirl nozzle into operation, which includes, the selection of working fluids and the preparation of a test set to allow measurements using optical methods (LDA, PDA, PIV, high-speed visualization). The theoretical part describes the basic theory of atomization, optical measurement methods and deals with the problems of optical transition in optically complex systems. It also includes an extensive search for transparent liquids and materials of enlarged models that have been used in experiments, which often aim to match light refractive indices between these materials. In the practical part, attention is paid to the preparation of the test set and tests of chemical effects of several selected liquids on PMMA material are conducted, including a summary of experience with their use, as there was a permanent damage to the material. Several LDA measurements followed, using kerosene, p-cymene, 1-bromonaphthalene and water, evaluated the effect of the refractive index difference on the results. It turned out that no observable influence occurred if the refractive index difference between the nozzle material and the liquid was small. In addition, a visualization of internal flow through a high-speed camera was made. The practical part closes the static pressure measurement in the nozzle chamber, where the pressure ratio was measured on the walls of the chamber as well as on its axis. The measurement confirmed that the pressure on the chamber walls is constant and varies with the distance from the chamber axis.
|
|
|
Internal Flow of Spill-Return Pressure-Swirl Atomizers
Malý, Milan ; Honus,, Stanislav (referee) ; Lozano, Antonio (referee) ; Jedelský, Jan (advisor)
Tlakové vířivé trysky (TVT) jsou používané v mnoha aplikacích, kde je potřebná velká plocha kapek nebo kde povrch musí být nanesen kapalinou, např. spalování, sprejové chlazení nebo nanášení barev. Parametry spreje z TVT jsou úzce spojené s jejich vnitřním prouděním. Obtokové trysky vylepšují koncepci klasických TVT přítomností otvoru, skrz který může kapalina odtékat zpět do nádrže. Díky této koncepci je možné regulovat vstřikovací množství kapaliny změnou průtoku tímto otvorem, zatímco se ve vířivé komůrce udržuje vysoký tlak, který zaručí dobrou kvalitu spreje. Obtokové trysky byly historicky málo prozkoumány a jejich vnitřní proudění nebylo studováno téměř vůbec. V této práci je popsáno vnitřní proudění několika obtokových trysek jak experimentálně, tak numericky. Tato data jsou následně korelována s měřenými vlastnostmi spreje. Výsledky ukazují, že přidání obtokového otvoru silně ovlivní vnitřní proudění i v případech, kdy obtokem neproudí žádná kapalina. V některých případech se vůbec nezformuje vzdušné jádro a tím se destabilizuje výtok z trysky, čímž vznikne nestabilní sprej. Mimoosé obtokové otvory generují a stabilizují vzdušné jádro, což pomáhá formovat kapalinovou stěnu a vysoce kvalitní sprej. Nicméně některé konfigurace změnily charakter rozpadu kapalinové stěny, což se projevilo i na kvalitě spreje. Navíc regulační schopnost a stabilita spreje závisí na vzdálenosti obtokových otvorů od osy vířivé komůrky. Na závěr byla upravena neviskózní teorie, která analyticky popisuje vnitřní proudění v TVT, tak aby byla aplikovatelná i na obtokové trysky. Pomocí tohoto přístupu byla odvozena teoretická predikce výtokového součinitele a velikosti vzdušného jádra v závislosti na obtokovém poměru (SFR). Zároveň byly pro obtokové trysky upraveny empirické korelace původně odvozené pro TVT. Tato práce přináší nový vhled k porozumění vnitřního proudění obtokových trysek a její výsledky najdou uplatnění při jejich návrhu.
|
|
|
Testing of a transparent model of a pressure-swirl nozzle
Sapík, Marcel ; Pech, Ondřej (referee) ; Jedelský, Jan (advisor)
The aim of the thesis is to put a transparent scaled PMMA model of the pressure swirl nozzle into operation, which includes, the selection of working fluids and the preparation of a test set to allow measurements using optical methods (LDA, PDA, PIV, high-speed visualization). The theoretical part describes the basic theory of atomization, optical measurement methods and deals with the problems of optical transition in optically complex systems. It also includes an extensive search for transparent liquids and materials of enlarged models that have been used in experiments, which often aim to match light refractive indices between these materials. In the practical part, attention is paid to the preparation of the test set and tests of chemical effects of several selected liquids on PMMA material are conducted, including a summary of experience with their use, as there was a permanent damage to the material. Several LDA measurements followed, using kerosene, p-cymene, 1-bromonaphthalene and water, evaluated the effect of the refractive index difference on the results. It turned out that no observable influence occurred if the refractive index difference between the nozzle material and the liquid was small. In addition, a visualization of internal flow through a high-speed camera was made. The practical part closes the static pressure measurement in the nozzle chamber, where the pressure ratio was measured on the walls of the chamber as well as on its axis. The measurement confirmed that the pressure on the chamber walls is constant and varies with the distance from the chamber axis.
|
|
|
Vizualization and optical measurements of two-phase flows for pressure-swirl atomizer
Janáčková, Lada ; Lízal, František (referee) ; Jedelský, Jan (advisor)
Tato práce se zabývá studií Simplex a SR verze původní trysky používané ve spalovací komoře malého proudového motoru. Pro lepší porozumění procesu rozprašování byl vyroben transparentní model obou trysek v měřítku 10:1. Tvorba spreje u tlakové vířivé trysky je komplexní proces dvoufázového proudění. Vnitřní a vnější proudění bylo zkoumáno pomocí Laserového Dopplerovského Anemometru a vysokorychlostní kamery při vstupních tlacích p = 0.5, 1.0 a 1.5 MPa s použitím kerosinu a p-Cymenu. Z hlediska vnitřního proudění byla provedena charakteristika vzdušného jádra a zkoumán vliv různých SFR hodnot na délku a průměr jádra. Dále byly objasněny rychlostní profily společně s jejich fluktuačními složkami vzhledem k Reynoldsovu číslu a použité kapalině. Také jednoduchý numerický model byl vyvinut k odhadu vnitřního proudění pomocí trackování částic. V případě vnějšího proudění byl zkoumán vliv vstupního tlaku na rozpadovou vzdálenost spreje a úhel kužele spreje.
|
|
|
Design and construction of transparent nozzle for visualization and measurement of the internal flow
Sapík, Marcel ; Fojtlín, Miloš (referee) ; Jedelský, Jan (advisor)
This thesis deals with design and construction of transparent nozzle for research of internal flow of liquids. The objective was to design potential construction of the nozzle and make a manufacturing drawing. The theoretical part deals with basics of atomization including properties of liquids and describes basic optical methods for internal flow in a nozzle. In the research part of this thesis, a number of construction solutions has been picked to serve as an inspiration for the final shape of the nozzle. Its construction is elaborated in the last part along with a description of the process, a manufacturing drawing, and a visual documentation with a 3D model.
|
guest ::
