چكيده:

يكي ار مهمترين مسائلي كه در مهندسي احتراق مطرح است. كاهش مصرف سوخت و نرخ انتشار آلاينده‏هاي محيطي ناشي از عمل احتراق مي‏باشد. از طرفي به تجربه ثابت شده است براي كاهش دوده در محصولات احتراق بايد نواحي غني سوخت و اكسيد كننده در محيط احتراق را محدود كنيم. از سوي ديگر توليد تركيبات نيتروژن بستگي به دماي احتراق دارد. در هر صورت چه براي كاهش دود و بالا بردن راندمان احتراق و چه براي كاهش تركيبات نيتروژن در محصولات احتراق ناگزير از شناخت فرآيندهاي در حين انجام عمل احتراق هستيم.
عمل تبخير و اختلاط سوخت مايع قبل از شروع واكنشهاي شيميايي، از مهمترين فرآيندهايي هستند كه چگونگي انجام آنها اثر مستقيم بر مشخصات احتراق از قبيل راندمان احتراق و كيفيت محصولات احتراق دارد. چگونگي تبخير سوخت، تعيين كننده طول نفوذ اسپري و مدت زمان لازم براي كامل شدن فرآيند است از طرف ديگر طول نفوذ اسپري و زمان تبخير دو پارامتر تعيين كننده طول شعله، زمان جرقه زني ، مي‏باشند. فرآيند اختلاط بخار سوخت مايع ناشي از عمل تبخير نيز تعيين كننده كيفيت مخلوط سوخت و اكسيد كننده در محفظه احتراق است، بنابر اين چگونگي انجام آن اثر مستقيم بر تركيبات حاصل از احتراق و دماي شعله دارد. لذا بررسي فرآيند احتراق در سوختهاي مايع مستلزم مطالعه تبخير و اختلاط سوخت قبل از انجام احتراق است. مدلهاي متنوعي براي مطالعه اسپري و احتراق آن وجود دارد. در اين تحقيق پس از معرفي اجمالي انواع سيستمهاي احتراقي و انژكتورها، به بررسي انواع روشهاي موجود براي مدل كردن عددي اسپري سوخت مايع مي‏پردازيم، و شرايط استفاده از محدوديتهاي هر روش را بيان مي‏كنيم. سپس دو روش عمده براي مدلسازي اسپري كه شامل روش جريان همگن موضعي و روش جريان جدا ميشوند را بطور تفصيلي بيان مي‏كنيم. در ادامه خواهيم ديد كه روش جريان جدا شده، كه فاز مايع را بصورت جدا و فاز گاز را بصورت جدا بررسي مي‏كند منطقي ترين رشو براي توصيف فرآيندهاي انتقال جرم، مومنتم و حرارت بين فازها است. اين امر باعث دامنه وسيع كاربرد اين روش براي تمام اسپريها از اسپري غليظ با ابعاد درشت قطرات تا اسپري رقيق با ابعاد ريز قطرات شده است. پس از اين مرحله فورمولاسيون كامل روش جريان جدا بگونه‏اي كه قابل استفاده در روش عددي باشد ارائه ميشود. سپس روش حل عددي اين معادلات و الگوريتم روش جريان جدا را آورده‏ايم. در فصل 3 نتايج بدست آمده از حل عددي اسپري با نتايج تجربي و نتايج تحقيقات ساير محققين مقايسه شده است. در نهايت به بررسي دو اثر عمده بر مشخصات اسپري شامل اثر اندازه ذرات تشكيل دهنده اسپري و فشار محفظه احتراق مي‏پردازيم.