ISSN:
1432-1181
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
,
Physics
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung In einer theoretischen Studie wird die Verbrennungscharakteristik eines Ethanoltröpfchens in einem Gravitationsfeld untersucht. Die normierten Grundbeziehungen umfassen die vollständigen Erhaltungsgleichungen inr-z-Koordinaten unter Einschluß einer Globalkinetik endlicher Umsatzrate. Das Clausius-Clapeyronsche Gesetz wird an der Flüssigkeits-Dampf-Phasengrenze angesetzt, um den Verdampfungsprozeß zu beschreiben. Eine spezielle Gittergenerierungstechnik ermöglicht die Behandlung irregulärer Berandungen. Die Einflüsse veränderlichen Tropfendurchmessers $$(\bar d)$$ bzw. variablen Gravitationsniveaus $$(\bar g)$$ werden untersucht. Bei variablem Tröpfchendurchmesser erfolgt eine Detailuntersuchung der Flammenstrukturen nach Isothermenfeld, Flammenform, Feld der Geschwindigkeitsvektoren und Verbrennungsrate. Die vorausberechneten Ergebnisse stimmen gut mit experimentellen Daten überein. Bei Anstieg des Gravitationsniveaus zeigen die Rechnungen eine empfindliche Veränderlichkeit der Flammenform. Es läßt sich eine einfache Beziehung $$\bar \dot m = \bar \dot m_0 [1 + const.(\alpha /\bar g)^{0.52} ]$$ aufstellen. Im Bereich höheren Gravitationspegels stimmen die berechneten Werte gut mit den Messungen von Okajima und Kumagai [10] überein.
Notes:
Abstract A theoretical analysis is developed to study the combustion characteristics of a fuel droplet in a gravitational field. The normalized governing system consists of the complete conservation equations inr-z coordinates and includes finite-rate global kinetics. The Clausius-Clapeyron law is applied at the liquid-vapor interface to describe the evaporation process. A modified body-fitted grid generation technique is used to handle irregular boundaries. The effects of changing the droplet diameter $$(\bar d)$$ and the gravity level $$(\bar g)$$ are investigated. Under the variation of droplet diameter, flame structures, including isotherms, flame shape, velocity vector field, and mass burning rate are studied in detail. The predicted results exhibit good agreement with experimental data. When the gravity level increases, the computed results show that the flame shape is sensitive to variation in gravity. A simple correlation, $$\bar \dot m = \bar \dot m_0 [1 + const.(\alpha /\bar g)^{0.52} ]$$ , is found. Within the elevated gravity domain of experiment, the computed data agree well with measurements obtained by Okajima and Kumagai [10].
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF01584043
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