可变形液体燃料微粒的准稳态蒸发
摘要：滴液变形对其在对流流动条件下的蒸发速率的影响 在高压环境下，通过改变韦伯数（$We$）从$1-12$和雷诺数（$Re$）从$25$到$120$，研究了单组分喷气燃料代用物n-癸烷自由变形液滴的蒸发行为。这些研究利用了界面捕获的直接数值模拟（DNS）。为了验证求解器的准确性，将结果与Abramzon和Sirignano的相关性（Int. Journal of Heat and Mass Transfer, 1989）进行比较，发现结果与其吻合度达到了最大的$5\%$。 实施一个准稳态蒸发方法来模拟这个问题。结果表明，在低$Re$流动条件下，标准化总蒸发速率（$\dot{m}_{ND}$）对韦伯数的依赖性较弱。然而，高$Re$情况下，总蒸发速率与$We$之间存在强相关性。与$Re=120$时$We=1$相比，在$We=12$（高度变形形状）时观察到$20\%$的增强。 在这些情况下，发现液滴上局部蒸发流量的分布与其曲率成正比，直到流动分离点，这与Tonini和Cossalli（International Journal of Heat and Mass Transfer 2013）以及Palmore（Journal of Heat Transfer 2022）关于低$Re$情况下液滴蒸发的理论相符。超过流动分离点后，蒸发流量分布取决于边界层的发展和液滴下游的流动演变。对于高度变形的液滴，较大的尾迹区域产生了有利的燃料蒸气梯度，并促进了液滴尾迹中的混合，从而实现了更高的蒸发流量。
作者：Meha Setiya and John Palmore Jr
论文ID：2208.08479
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-08-02