Tittelen på avhandlingen er: “Characterization of the Spray for Twin-Fluid Atomizer for Inert Gas Generator”
Om avhandlingen
Wärtsilä Moss AS designer og utvikler gasshåndteringssystemer for marine og industrielle formål. Gasshåndteringssystemet har to viktige formål: 1. håndtere avdampning av gass, 2. produsere inertgass. Et avgjørende element i denne typen utstyr er en dieselsprayflamme. Effektiv forbrenning er en avgjørende del både når det gjelder fremdrift og inertgass produksjon. Forbrenningseffektiviteten avhenger av fordampningen og dermed drivstoff-luftblanding. Diesel må forstøves i en mekanisk enhet som kalles en forstøver. Forstøverdesignet er sentralt i kvaliteten på forstøvningen når det gjelder dråpestørrelser, dråpestørrelsesfordeling og spraymønster. Derfor ble det utført en detaljert studie med de nye forstøverdesignene for å karakterisere de forskjellige sprayegenskapene.
I den første fasen av studien ble to enklere design med to-fluid forstøver (konvergerende og konvergerende-divergerende (CD) utforming for luftstrøm) brukt for å undersøke grunnleggende mekanismene til oppbrytningen. Seks forskjellige moduser ble identifisert ved forskjellige væskestrømningshastigheter (både vann og luft). Oppbruddslengden og sprøytevinkelen ble også kvantifisert for å forstå spraydynamikken. Dråpestørrelsen og dråpestørrelsesfordelingen ble også karakterisert, med mindre dråpestørrelser og smalere fordeling for CD-forstøverdesign. Modusene og dråpestørrelsene ble også estimert gjennom modellering ved bruk av Principal Component Analysis (PCA) og Partial Least Squares-regresjon (PLS-R). I den andre fasen ble kjeglepåvirket strømningsmønster testet, og sprayen ble karakterisert basert på kjegleavstanden (Lc) variasjon og luftstrømdiametre (d) når det gjelder dråpestørrelse, dråpestørrelsesfordeling og spraymønster. Størrelsen på dråpene øker, mens dråpestørrelsesfordelingen utvides ved økende avstander fra senter linjen radielt. Spraydråpestørrelsene ble også estimert gjennom modellering ved bruk av PCA og PLS-R i dette tilfellet. Funnene som presenteres i oppgaven er bransjerelevante og kan brukes til simuleringer, CFD-beregninger, anbefalinger og standarder. Arbeidet ble utført ved Universitetet i Sørøst-Norge med bistand fra Wärtsilä Moss AS.