• Ei tuloksia

EHDOTUKSIA JATKOTOIMEN?ITE ISKI

näkyvyys V pisaran halkaisijan x ja interferenssitasojen keskinäisen etäisyyden £ suhteen funktiona /73/

10. EHDOTUKSIA JATKOTOIMEN?ITE ISKI

10.1 Pa ra nn us ehdo tu ks_ia_k oe_la_i t te_i s t.o on

Jotta pisaroiden liian nopea jäätyminen ei häiritsisi sumutusta, tulisi sumutuskammion lämpötila riittävän suurella alueella suuttimen ympärillä saada normaa­

liin huoneenlämpötilaan. Tämä voidaan toteuttaa joko lämmittämällä suuttimen ympäriltä puhallettava typpi­

kaasu tai lisäämällä kaasuvirtausta. Jälkimmäinen vaihtoehto on houkuttelevampi, koska samalla voidaan jäljitellä palami silmavirtauksen aikaansaamia olo­

suhteita. Käytetty 50 litran kaasupullo joudutaan tällöin korvaamaan 12 pullon kasetilla tai muulla suuremmalla säiliöllä.

Normaali öljypoltin käsittää suuren joukon osia, joi­

ta ei pisarakokomittauksissa tarvita, etenkään kun palami siImapuhallin on poistettu. Koska sumutuskam­

mion päällä sijaitseva poltin on painava ja hankala muutostöissä (esim. suuttimen vaihto) ja laitteistoa puhdistettaessa, ja koska öljypumpun asento ja si­

jainti tulevat epäedullisiksi aiheuttaen imuvaikeuk- sia, kannattaisi se korvata yksinkertaisemmalla ra­

kenteella. Tällöin sumutuskammion päälle sijoitettai­

siin ainoastaan suutintukki, suutin, sekä palamis- iImakanavaa kuvaava putki, joka olisi yhdistetty let­

kulla typpikaasusäiliöön. Öljypumppu, esilämmitin ja säätölaitteet rakennettaisiin erilliseksi yksiköksi, jonka sijainti voitaisiin valita vapaasti, ja joka olisi yhdistetty letkuilla suutintukkiin.

10.2 Ehdot uksi_a_jatkokokeiLks_i

Tehdyt kokeet muodostivat vasta aivan alustavan, me­

netelmän käyttökelpoisuutta kartoittavan koesarjan.

Jatkossa tulisi parannetulla laitteistolla varmentaa viskositeetin ja sumutuspaineen vaikutuksista saadut tulokset suorittamalla useampia kokeita ja suurenta­

malla näytekokoa. Uusia tutkimuskohteita olisivat eri öljylaadut sekä suuttimen ominaisuudet (nimellisteho, hajoituskulma, sumutuskuvio, valmistaja).

On mahdollista, että seulonnan epäonnistuminen osit­

tain aiheutui epäsäännöllisen muotoisiksi pisaroiksi tai rihmoiksi jähmettyneestä öljystä. Jos koelait­

teistoon ehdotetut parannukset poistavat ilmiön, saattaa kuivaseulonta tai märkäseulonta jäähdytetyssä spriissä onnistua. Tällöin päästään käsittelemään suurempia, tilastollisesti luotettavampia näytteitä ja voidaan myös kemiallisesti analysoida eri koko­

luokkia. Jos tyydytään tutkimaan pelkkää pisarakokoa, ei jäädytys sinänsä tuo mitään etua ja kokeilemisen arvoisia olisivat luvussa 5.1 esitellyt pisaroiden keräystavat.

11. YHTEENVETO

Polttoöljypisaroiden koko vaikuttaa merkittävästi niiden palamiseen ja on tärkeää, että pisarat ovat riittävän pieniä. Pisarakoko sekä eri tekijöiden vai­

kutukset siihen joudutaan määrittämään kokeellisesti.

Käytössä on useita mittausmenetelmiä, joista mikään ei toistaiseksi ole kehittynyt standarditekniikaksi tai saavuttanut ylivoimaista asemaa.

Tehdyt kokeet osoittavat, että pisaroiden jäädytys nestemäisellä typellä ja valokuvaus mikroskoopin avulla on käyttökelpoinen menetelmä pisarakoon määri­

tykseen. Öljyn viskositeetin pienentäminen esilämmi- tyslämpötilaa nostamalla vaikuttaa pienentävästi pi­

sarakoon samoin kuin sumutuspaineen nostaminen. Tu­

losten luotettavuuden varmistamiseksi sekä muiden tekijöiden vaikutuksen selvittämiseksi ehdotetaan kuitenkin jatkotutkimuksia. Myöskin koelaitteistoon esitetään parannusehdotuksia.

/2/ Williams, A.

/6/ Vuorelainen, O

/7/ Faeth, G.M.

/8/ Tate, R.W.

/9/ Chigier, N.A.

/10/ Walzel, P.

combustion. J. Inst. Fuel 22 ( 1941 s. 150-156

Fundamentals of oil combustion. Energy ai Combustion Science. Pergamon Press, Oxfo;

(1979) s. 135-147

Particle sizing in flames with last velocimeter. Proc. 3rd Int. Workshop <

Laser Velocimetry. Purdue University 1978. Hemisphere, New York ( 197' s. 416-427

The atomisation of liquid fuels. Jol Wiley & Sons Inc., New York (1953) 246 s.

Particle size and velocity measurements : flames by laser anemometer. 17th Ini Symp. on Combustion. Combustion Institut«

Pittsburgh (1979) s. 315-324

Polttoaineet ja polttolaitteei Otakustantamo, 2.p., Espoo (1978) 316 s.

Current status of droplet and liqu:

combustion. Energy and Combustion Science Pergamon Press, Oxford (1979) s. 149-182 Sprays. Encyclopedia of Chemie;

Technology. 18 (1969) s. 634-654

The atomization and burning of liquid fui sprays. Energy and Combustion Sc iene«

Pergamon Press. Oxford (1979) s. 183-200 Tropfenverteilungen und Wirkungsgr ad be Zerstäuben von Flüssigkeiten mit ein«

Turbulenzdüse• Chem.-Ing.-Tech. 52 (198 12 s. 985

/11/ Mugele, R.A. &

/14/ Swithenbank, J., Beér, J.M.,

/17/ McCreath, C.G. &

Beér, J.M.

/18/ Simmons, H.C.

/19/ Allen, T.

/20/ Nukiyama, S. St Tanasawa, Y.

Droplet size distribution in sprays. Ind.

Engng Chem. 43 (1951) 6 s. 1317-1324

Size distribution of droplets from centrifugal spray nozzles. AlChE J. 7

(1961) 1 s. 80-86

Application of a class of distribution functions to drop-size data by logarithmic least-squares technique. Trans. ASME, J.

Engng Power 99 (1977) 4 s. 684-688

A laser diagnostic technique for the measurement of droplet and particle size distribution. AIAA Paper 76-69, 14th Aerospace Sciences Meeting. Washington DC

(1976). 10 s.

Measurement of mean particle sizes of sprays from di ffractively scattered light.

AIAA J. 1 (1963) 8 s. 1882-1886

Die Grössenbestimmung der im Gemischnebel von Verbrennungskraftmaschinen vorhandenen Brennstoffteilchen. Forsch. Geb.

Ingenieurwesens 279 (1926) 74 s.

A review of drop size measurement in fuel sprays. Appi. Energy 2 (1976) s. 3-15

The correlation of drop-size distributions in fuel nozzle sprays. Trans. ASME, J.

Engng Power 99 (1977) 3 s. 309-319

Particle size measurement. Chapman & Hall, 3 p., Lontoo (1981) 678 s.

An experiment on the atomization of liquid. Trans. Soc. Mech. Engrs. Japan 5 (1939) 18 s. 14-17

/21/ Rosi n, P. &

Rammler, E.

/22/ Hatch, T. &

Choate, S.P.

/23/ Tate, R.W, &

Marshall, W.R. Jr.

/24/ York, J.L. &

Stubbs, H.E.

/25/ Chigier, N.A, McCreath, C.G. &

Makepeace, R.W.

/26/ De Corso, S.M.

/27/ Ramshaw, C.

/28/ Lefebvre, A.H.

/29/ Azzopardi, B.J.

/30/ Benson, G.M., EL-Waki1, M.M, Myers, P.S. &

Uyehara, O.A.

The laws governing the fineness powdered coal. J. Inst. Fuel 7 (193

s. 29-36

Statistical description of the si properties of non-uni form partícula substances. J. Franklin Inst. 207 (1929) s. 369-387

Atomization by centrifugal pressu nozzles. Chem. Engng Prog. 49 (1953) s. 169-174, 5 s. 226-234

Photographic analysis of sprays. Tran ASME 74 (1952) s. 1157-1162

Dynamics of droplets in burning a.

isothermal kerosene sorays. Combust. Fiai 23 (1974) 1, s. 11-16

Effect of ambient and fuel pressure <

spray drop size. J. Engng Power 82 ( 196 1 s. 10-18

A technique for drop-size measurement 1 direct photography and electronic ima<

size analysis. J. Inst. Fuel 41 (1968) 3.

s. 288-292

Airblast atomization. Prog. Enere Combust. Sci. 6 (1980) 3 s• 233-261

Measurement of drop sizes. Int. J. He¿

Mass Transfer 22 (1979 ) 9 s. 1245-1279

Fluorescent technique for determining t]

cross-sectional drop size distributions <

liquid sprays. ARS J. 30 (1960) s. 447-454

/31/ Bürkholz, A. Messmethoden zur Tropfengrössenbestimmung.

Chemie-Ing.-Techn. 45 (1973) 1 s. 1-7 /32/ Schuh, G. &

Umhauer, H. Messung von Tropfengrössenverteilungen von zerstäubtem Wasser. Verfahrenstechnik 14

(1980) 4 s. 237-241

/33/ May, K.R. The measurement of airborne droplets by the magnesium oxide method. J. Sci. Instr.

27 (1950) s. 128-130 /34/ Gretzinger, J. &

Marshall, W.R. Jr. Characteristics of pneumatic atomization.

AIChE J. 7 (1961) 2 s. 312-318 /35/ Ranz, W.E. &

Wong, J.B. Impaction of dust and smoke particles on surface and body collectors. Ind. Engng Chem. 44 (1952) 6 s. 1371-1381

/36/ Kim, K.Y. &

Marshall, W.R. Jr. Drop-size distributions from pneumatic atomizers. AIChE J. 17 (1971) 3 s. 575-584 /37/ Elkotb, M.M. Fuel atomization for spray modelling.

Prog. Energy Combust. Sci. 8 (1982) 1 s. 61-91

/38/ Mizutani, Y., Kodama, H. &

Miyasaka, K. Doppler-Mie combination technique for determination of size-velocity correlation of spray droplets. Combust. Flame 44

(1982) 1-3 s. 85-95 /39/ Choudhury, A.P.R.,

Lamb, G.G. &

Stevens, W.F. A new technique for drop-size distribution determination. Trans. Indian Inst. Ch.E.

10 (1957) s. 21-24 /40/ Street, P.J. &

Danaford, V.E.J. A technique for determining droplet size distributions using liquid nitrogen. J.

Inst. Petroleum 54 (1968) 536 s. 241-242

/41/ Turner, G.M. &

Moulton, R.W.

/42/ Rao, K.V.L.

/43/ McCreath, C.G., Roett, M.F. &

/46/ Stockham, J.D., Townsend, L.В., Ohlhaber, R.L., Scopelite, T.M., Swider, E. & Smedley, J.B. &

Kristmanson, D.D

/49/ Leschonski, K., Alex, W. &

Koglin, B.

Drop-size distributions from spr nozzles. Chem. Engng Prog. 49 (1953)

s. 185-190

Liquid nitrogen cooled sampling probe f the measurement of spray dropsi distribution in moving liquid-air spra Proc. 1st Int. Conf. on Liquid Atomizati' and Spray Systems (1978) s. 293-300

A technique for measurement of velociti and size of particles in flames. J. Phy E: Sci. Instruments 5 (1972) 6 s. 601-604

Entrainment of air into a liquid spra AIChE J. 12 (1966) 4 s. 708-717

Pattern recognition procedures for television-minicomputer spray dropL sizing system. J. Inst. Energy 54 (198 420 s. 119-123

A vidicon-scanning instrument f<

measuring the size of water droplets in simulated rainfield. J. Phys. E: Sc Instruments 4 (1971) s. 557-561

A tele vi si on-microproses sor system £<

high-speed image analysis. J. Phys.

Sci. Instruments 11 (1978) 9 s. 960-966

Spray atomizer droplet spectr measurement. Canadian J. Chem. Engng

(1980) 3 s. 314-317

Teilchengrössenanalyse 1. Darstellung u Auswertung vi Teilchengrössenverteilungen.

Chemie-Ing.-Techn. 46 (1974) 1 s. 23-2 3 s. 101-106

/50/ Hodkinson. J.R., The optical measurement of aerosols.

Aerosol Science, Academic Press Inc., Lontoo (1966) s. 285-357

/51/ Mie, G. Beiträge zur Optik trüber Medien, speziell kolloidaler Metalllösungen. Ann. Phys. 25

(1908) s. 377-445

/52/ Van De Hulst, H.C. Light Scattering by small particles. John Wiley & Sons Inc., New York (1957) 470 s.

/53/ Hodkinson, J.R. &

Greenleaves, I. Computations of light scattering and extinction by spheres according to diffraction and geometrical optics and some comparisons with the Mie theory. J.

Opt. Soc. Am. 53 (1963) 5 s. 577-588 /54/ Consiglio, J.A. &

SIiepcevich, C.M. Effect of liquid physical properties and flow rates on the surface area of sprays from a pressure atomizer. AlChE J. 3

(1957) 3 s. 418-427

/55/ Wu, J. Fast-moving suspended particles : measurements of their size and velocity.

Appi. Opt. 16 (1977) 3 s. 596-600 /56/ Raasch, J. &

Umhauer, H. Grundsätzliche Überlegungen zur Messung der Verteilungen von Partikelgrösse und Partikelgeschwindigkeit disperser Phasen in Strömungen. Chem.-Ing.-Tech. 49 (1977) 12 s. 931-941.

/57/ Holve, D. &

Self, S.A. Optical particle sizing for in situ measurements. Appi. Opt. 18 (1979) 10

s. 1632-1652 /58/ Roberts, J.H. &

Webb, M.J. Measurement of droplet size for wide range particle distribution. AIAA J. 2 ( 1964) 3

s. 583-585

/59/ Lorenzetto, G.E. Influence of liquid properties on plain-jet airblast atomization.

Väitöskirja. Craniield Institute of Technology, School of Mechanical Engineering (1976). 70 s.

/60/

Lorenzetto, G.E. &

Lefebvre, A.H. Measurements of drop-size on a plain-j airblast atomizer. AIAA J. 15 (1977) s. 1006-1010

Rizkalla, A.A. &

Lefebvre, A.H. Influence of liquid properties on airbla atomizer spray characteristics. Tran ASME, J. Engng Power 97 (1975) 2 s. 173-1 Rizkalla, A.A. &

Lefebvre, A.H.

Jasuja, A.K.

Durst, F. &

Umhauer, H.

The influence of air and liquid properti on airblast atomization. Trans. ASME, Fluids Engng 97 (1975) 3 s. 316-320

Atomization of crude and residual fui oils. Trans. ASME, J. Engng Power 1'

(1979) 2 s. 250-258

Local measurements of particle velocit;

size distribution and concentration with combined laser Doppler particle sizi.

system. Proc. LDA-symp. , Copenhagen, 197 Pubi. Proceedings LDA-Symposi Copenhagen. Skovlunde (1976) s. 430-456 Durst, F. Review-Combined measurement of partie

velocities, size distributions a:

concentrations. Trans. ASME, J. Flui<

Engng 104 (1982) s. 284-296 Durst, F.,

Meiling, A. &

Whitelaw, J.H. Principles and practice of laser-Doppl anemometry. Academic Press, London (197 405 s.

/67/ Farmer, W.M. Measurement of particle size, numb density and velocity using a las

interferometer. Appi. Opt. 11 (1972) s. 2603-2612

/68/ Farmer, W.M. Observation of large particles with laser interferometer. Appi. Opt. 13 (197 3 s. 610-622

/69/ Chu, W.P. &

Robinson, D.M. Scattering from a moving spheric particle by two crossed coherent pia

waves. Appi. Opt 16 (1977) 3 s. 619-626

/70/ Hong, N. S. Sc

Jones, A.R. A light scattering technique for particle sizing based on laser fringe anemometry.

J. Phys. D: Appi. Phys. 9 (1976) s. 1839-1848

/71/ Robinson, D.M. &

Chu, W.P. Diffraction analysis of Doppler signal characteristics for a cross-beam laser Doppler velocimeter. Appi. Opt. 14 (1975) 9 s. 2177-2183

/72/ Adrian, R.J. &

Orloff, K.L. Laser anemometer signals; visibility characteristics and application to particle sizing. Appi. Opt. 16 (1977) 3

s. 677-684 /73/ Orloff, K.L.,

Myer, F.C., Mikasa, M.F. &

Phillips, J. R. Limitations of the use of laser velocimeter signals for particle sizing.

Proc. Minnesota Symp. Laser Anemometry, Bloomington, Minnesota, Oct. 22-24, 1975.

Pubi. Univ. Minnesota (1976) s. 358-370 /74/ Robert s, D.W. Particle sizing using laser

interferometry. Appi. Opt. 16 (1977) 7 s. 1861-1868

/75/ Pendleton, J.D. Mie and refraction theory comparison for particle sizing with the laser

velocimeter. Appi. Opt. 21 (1982) 4 s. 684-688

/76/ Bachalo, W.D. Method for measuring the size and velocity of spheres by dual-beam light-scatter interferometry. Appi. Opt. 19 (1980) 3 s. 363-370

/77/ Polymeropoulos, C.E.

Sernas, V.

Sc

Measurement of droplet size and fuel-air ratio in sprays. Combust. Flame 29 (1977) 2 s. 123-131

/78/ Stevenson, W.H. Optical measurement of droplet size in liquid sprays. Gas Turbine Combustion Short Course Notes, Purdue University.

2 6 s.

/79/ Belz, R.A &

Dougherty, N. S. Jr. In-line holography of reacting liquid sprays. Proceedings of the Engineering Applications of Holography. Los Angeles, California (1972) s. 209-218

/79/

/80/ Ward, J.H. &

Zinky, W.R. Application of hologram techniques f particle size analysis. Appi. Opt.

(1967) 3 s. 519-526 Wang, J.C.F. &

Tichenor, D.A. Particle size measurements using optical variable-frequency-grid techniqui Appi. Opt. 20 (1981) 8 s. 1367-1373

Wertheimer, A.L. &

Wilcock, W.L. Light scattering measurements of partie distributions. Appi. Opt. 15 (1976)

s. 1616-1620 Tishkoff, J.M.,

Hammond, D.C. Jr. &

Chraplyvy, A.R. Diagnostic measurements of fuel spr, dispersion. Trans. ASME, J. Fluids Engi

104 (1982) s. 313-317 Durst, F. &

Eliasson, В.

Dos Santos, R. &

Stevenson, W.H.

Properties of laser-Doppler signals a¡

their exploitation for particle si:

measurement Proc. LDA-Symp., Copenhage:

1975. Pubi. Proceedings LDA-Symposii Copenhagen. Skovlunde (1976) s. 457-477

Aerosol sizing by means of laser-induo fluorescence. Appi. Phys. Letters

(1977) 5 s. 236-237

Pe tela, R. Analyses of atomization processes. Fuel <

(1982) 11 s. 1135-1137

Jantunen, M. Raskaan polttoöljyn pisarakoon mittaui VTT: n Poltto- ja vo i t el ua ine labora tor ie raportti (1983) 29 s.

Rao, K.V.L. St

Lefebvre, A.H. Fuel atomization in a

AIAÅ J. 13 (1975) 10 s. flowing airstreai 1413-1415