|
|
Quality of fuel atomization from small pressure-swirl atomizers
Malý, Milan ; Broukal, Jakub (oponent) ; Jedelský, Jan (vedoucí práce)
The present thesis deals with measurement of spray characteristics of pressure-swirl atomizer by Phase Doppler Anemometry (PDA). The aim of these measurements is to investigate and compare spray characteristics using different liquids and different regimes of inlet pressure and determine if it is possible to replace kerosene with biofuels in terms of quality of atomization. The theoretical part deals with fundamental basics of the atomization of pressure-swirl atomizers and the principles of laser anemometry. The experimental part describes test bench, operating regiments and the setup of the experiment. Results contain visualization of spray, droplet size distribution inside spray, velocity and Sauter mean diameter (SMD) profile in various operation conditions as different downstream distance, various inlet pressure and different liquids.
|
|
|
Measurement of spray characteristics using optical measurement methods
Ďurdina, Lukáš ; Otáhal, Jan (oponent) ; Jedelský, Jan (vedoucí práce)
The present thesis deals with measurement of spray characteristics of two pressure–swirl atomizers for a combustion chamber of a small–sized jet engine investigated on a cold test bench by means of Particle Image Velocimetry (PIV) and Phase-Doppler Anemometry (PDA). The aim of these measurements is to investigate and compare the spray characteristics of these nozzles in order to elucidate the possible impacts of the design change on the nozzle operation in the combustion chamber. The theoretical part deals with fundamental concepts of liquid atomization, design and performance of pressure–swirl atomizers and description of principles of the used laser diagnostic techniques. Next part describes design and operation of the test bench. The experimental part is devoted to experimental set-up and digital image processing and post–processing techniques of the gathered data. Results contain velocity vector fields, axial velocity profiles and droplet size distributions for various operating conditions of both nozzles.
|
|
|
Vliv provozních parametrů na kvalitu rozprašování kapalin u dvou-médiových trysek
Zaremba, Matouš ; Lízal, František (oponent) ; Jedelský, Jan (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá měřením charakteristik sprejů šumivých trysek určené pro spalování odpadních a těžkých paliv. Trysky byly testovány za studena pomocí fázové Dopplerovského analyzátoru. Charakteristiky sprejů byly vyhodnoceny z vice různých provozních režimů tlaku, teploty a poměru plynu a kapaliny. Cílem těchto měření je porovnat provozní režimy a jejich vliv na kvalitu spreje. Teoretická část se zabývá základy rozpadu kapalin, rozpad v šumivých tryskách a principy laserových měřících metod. Praktická část se zabývá úpravou testovací tratě, nastavení a optimalizací měřícího laserového zařízení. Výsledky obsahují vizualizaci spreje, rychlostní profily a distribuci velikosti kapek při různých provozních režimech trysky.
|
|
|
Vyhodnocení úhlu kuželu spreje u rozprašovacích trysek s využitím obrazových metod
Štafa, Ondřej ; Pech, Ondřej (oponent) ; Jedelský, Jan (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá možnými způsoby stanovení tzv. úhlu kuželu spreje (ÚKS). Cílem práce bylo provést literární rešerši v oblasti atomizace, struktury spreje a metod pro vyhodnocení ÚKS. Další část práce popisuje způsoby úpravy datových snímků a počítačové programy, pomocí kterých byla zpracována navazující experimentální část. Experimentální část popisuje jednotlivé kroky úpravy pořízených snímků spreje v různých pracovních režimech. Zhotovené snímky byly zpracovány pomocí speciálních počítačových programů. Přednosti a nedostatky jednotlivých programů s důrazem na jejich funkčnost pro měření ÚKS jsou v práci taktéž zahrnuty. Výsledky práce obsahují údaje o průběhu hodnot ÚKS v závislosti na vzdálenosti od ústí trysky.
|
|
|
Experimentální analýza procesu rozpadu kapaliny u šumivé trysky
Zaremba, Matouš ; Hyhlík, Tomáš (oponent) ; Hájek, Jiří (oponent) ; Jedelský, Jan (vedoucí práce)
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.
|
|
|
Experimental study of spray characteristics and functionality of small pressure-swirl atomizers
Malý, Milan ; Lízal, František (oponent) ; Jedelský, Jan (vedoucí práce)
The present master thesis deals with an experimental study of spray characteristics from several small pressure-swirl atomizers used in a combustion chamber of turbojet aircraft engine. For decades, attention has been paid to improvement of their atomization characteristics but still there are possibilities which have not been examined yet. Investigations were carried out using various geometries of the individual elements of atomizer to find their effect on the spray. Measurements were made using a different number of entry ports (2, 3 and 4), various swirl chamber shapes (hemispheric; conical; curved convex and flat conical), and different spill-line orifice designs (axial and off-axis). Emphasis was placed on the assessment of spray stability wherein the fluctuating spray negatively affects the operating characteristics of the combustion chamber. Spray characteristics were probed using Phase Doppler analyser, spray circumferential homogeneity was rated by mechanical patternator and the liquid breakup was imaged by simple laser shadowgraph.
|
|
|
Návrh a konstrukce průhledné trysky pro vizualizaci a měření vnitřního proudění
Sapík, Marcel ; Fojtlín, Miloš (oponent) ; Jedelský, Jan (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem a konstrukcí průhledné trysky ke zkoumání vnitřního proudění kapalin. Cílem byl návrh možných řešení konstrukce a následné vypracování výkresové dokumentace pro umožnění samotné výroby. V teoretické části jsou popsány základy atomizace včetně vlastností kapalin a popisuje základní optické metody pro vnitřní proudění v trysce. V rešeršní části je vybráno několik konstrukčních řešení, kterými je inspirována výsledná podoba trysky. Její konstrukce je rozpracována v poslední části, ta obsahuje popis postupu, výrobní výkresy i obrazovou dokumentaci včetně 3D modelu.
|
|
|
Internal Flow of Spill-Return Pressure-Swirl Atomizers
Malý, Milan ; Honus,, Stanislav (oponent) ; Lozano, Antonio (oponent) ; Jedelský, Jan (vedoucí práce)
Pressure-swirl (PS) atomizers are used in many applications where a large surface area of droplets is needed, or a surface must be coated with a liquid, e.g. combustion, spray cooling or spray coating. Spray characteristics of PS atomizers are strongly linked to their internal flow. Spill-return (SR) atomizers enhance the construction of classic PS atomizers (Simplex) by addition of a passage through which the liquid can be spilled away. It allows regulation of an injection flow rate by spilling out a portion of the liquid from the swirl chamber, while the liquid pressure remains high. This ensures a good atomization quality over a wide flow rate range. The SR atomizers were rarely investigated and their internal flow has not been studied at all. In this thesis, both experimental and numerical approach is used to describe the internal flow pattern of several different SR atomizers. The results are then correlated with measured spray parameters. It shows that the addition of the spill passage strongly affects the internal flow even when the spill-line is closed. In some cases, the air-core does not form at all and destabilizes the discharged liquid, which results in the unstable spray. Off-axial SL orifices generate and stabilize the air-core, which leads to the regular formation of a liquid sheet and a high-quality spray. Nevertheless, some configurations changed the breakup nature of the liquid sheet and consequently the spray quality. Moreover, the turn-down ratio of the liquid supply rate and spray stability depend on the distance of the SL orifices from the swirl chamber centreline. Finally, an inviscid analysis of the internal flow, originally derived for the Simplex atomizers, was modified and applied to the SR atomizers. Using this approach, a theoretical prediction of the discharge coefficient and the air-core diameter was derived with spill-to-feed ratio (SFR) as the variable. Also, the empirical correlations, originally established for the Simplex type, were transformed to the SR atomizer. This thesis brings a new insight into the understanding of the internal flow of SR atomizers and its results can be directly used by engineers in the design process of the atomizer.
|
|
|
Testování průhledného modelu tlakové vířivé trysky
Sapík, Marcel ; Pech, Ondřej (oponent) ; Jedelský, Jan (vedoucí práce)
Obsahem práce je zprovoznění průhledného a zvětšeného PMMA modelu tlakové vířivé trysky, což zahrnuje výběr pracovních kapalin a přípravu testovací sestavy, která by umožňovala použití optických metod (LDA, PDA, PIV, vysokorychlostní vizualizace). Teoretická část popisuje základní teorii rozprašování, optické měřicí metody a zabývá se problematikou šíření světla v opticky složitých soustavách. Její součástí je také rozsáhlá rešerše průhledných kapalin a materiálů zvětšených modelů použitých v experimentech, jejichž častým cílem bylo dosažení shody indexů lomu světla. V praktické části je věnována pozornost přípravě testovací sestavy a jsou zde zpracovány testy chemické koroze několika vybraných kapalin na materiál PMMA včetně shrnutí zkušeností s jejich použitím, neboť docházelo k neustálému poškozování materiálu. Následovalo několik LDA měření za použití kerosinu, p-cymenu, 1-bromnaftalenu a vody, kdy byl zhodnocen vliv rozdílu indexů lomu na výsledky. Ukázalo se, že k pozorovatelnému ovlivnění nedochází, je-li rozdíl indexu lomu mezi materiálem trysky a kapaliny malý. Dále byla provedena vizualizace vnitřního proudění pomocí vysokorychlostní kamery. Praktickou část uzavírají odběry statického tlaku v komoře trysky, kdy byl měřen tlakový poměr na stěnách komory i v její ose. Měřením bylo potvrzeno, že tlak na stěnách komory je konstantní a liší se v závislosti na vzdálenosti od osy komory.
|
|
|
Zpracování a analýza vysokorychlostních videozáznamů procesu rozprašování u tlakových vířivých trysek
Červenec, Adam ; Lízal, František (oponent) ; Jedelský, Jan (vedoucí práce)
Táto bakalárska práca sa zaoberá procesom rozprašovania u tlakových vírivých trysiek. Predmetom skúmania bol kvapalinový kužeľ, ktorý sa postupne triešti na menšie štruktúry a končí vznikom malých kvapiek. Na začiatku bolo potrebné oboznámiť sa s teóriou prúdenia kvapaliny, pohybu kvapiek a vplyvu geometrie trysky. Po ukončení teoretickej časti sa uskutočnil experiment, ktorý zahrňoval prípravu prístrojov a vytvorenie vlastných záznamov pomocou vysokorýchlostnej kamery Photron FASTCAM SA-Z. Kamera nám poskytla detailný pohľad na sprej a udalosti, ktoré sa v ňom odohrávajú, ako sú napríklad zrážky, ktoré sú hlavným predmetom tejto práce. Následne prebehla analýza záznamov, z ktorých boli vyvedené závery s ohľadom na skúmaný problém.
|
host ::
RSS.