타원형 노즐을 이용한 횡단류 유동에서 액체제트 특성 연구

A Study on the Characteristics of Liquid Jet in Crossflows Using Elliptical Nozzles

아음속 공기유동으로 수직분사하는 액체제트에 대하여 오리피스 형상이 달라질 경우, 분무특성에 어떠한 영향을 미치는지 실험적으로 연구하였다. 서로 다른 오리피스 길이 대 직경비와 타원형 노즐의 종횡비를 갖는 분사기들을 제작하여 수직분사 실험을 진행하였다. 원형노즐과 타원형 노즐에서의 분열길이를 비교하였으며, 타원형 노즐에서의 분열길이는 모든 실험조건에서 원형노즐에 비해 줄어들었다. 캐비테이션과 수력튀김 현상이 분사기 내부에 발달되는 분무차압 조건의 경우, 두 노즐 모두 분열길이가 감소하였다. 액주궤적의 경우, 장축으로부터 분무되는 액체제트가 횡방향 공기유동에 수직으로 부딪혀 나가는 경우가 액주의 궤적이 단축에 비해 더 휘어지며, 침투높이가 낮아진다.

Effect of elliptical orifice on the spray characteristics of liquid jet ejecting into subsonic crossflows were experimentally studied. Circular/elliptical plain-orifice injectors, which had different ratios of the orifice length to diameter and major axis to minor axis, were used for transverse injection. Compared with the previous research, breakup lengths of elliptical nozzles are shorter than circular nozzles at all experimental condition. Cavitation/hydraulic flip are considered as a reduction in the breakup length at all circular/elliptical nozzle. In the case of liquid column trajectories, major axis which was placed to the crossflows, increases the frontal area of the liquid column exposed to the crossflows. Hence, the aerodynamic force exerted on the jet is increased and the penetration depth is reduced.