Drop vaporization frequency response: an approximate analytical solution for mixed injection regimes

The vaporisation frequency response due to pressure oscillations is analysed for a spray of repetitively injected drops into a combustion chamber. In the Heidmann analogy, this vaporizing spray is represented by the so-called ‘mean droplet’, which is a continuously fed spherical droplet at rest inside the combustion chamber. Only radial thermal convection and conduction effects are considered inside the vaporizing mean droplet since the feeding is realized symmetrically with the same liquid fuel, using a point source placed at the centre. This feeding process, at some liquid-liquid heat transfer coefficient, is now considered as a proper boundary condition of the generalized feeding regime, which controls the whole fuel injection process into the chamber. Effects due to the variation of the heat transfer coefficient are analysed for the evaporating mass response factor, calculated on the basis of the Rayleigh criterion. A chaotic response is especially noticed in the process when the heat transfer coefficient is fixed at unity.

La réponse en fréquence de l’évaporation de masse aux oscillations de pression est analysée pour un jet de gouttes répétitivement injectées dans une chambre de combustion. Dans l’analogie de Heidmann, ce jet de gouttes en évaporation est représenté par la ’goutte moyenne’ qui est une goutte sphérique continuellement alimentée placée dans la chambre de combustion. L’alimentation est réalisée avec un coefficient de transfert thermique liquide-liquide en employant un point source placé au centre de la goutte, de telle manière que seuls les effets radiaux de convection et de conduction thermiques soient pris en compte à l’intérieur de la gouttelette pendant le processus. Ce procédé d’alimentation est maintenant regardé comme représentant un régime d’alimentation généralisé du processus réel d’injection de combustible liquide dans une chambre de combustion. Utilisant une analyse linéaire basée sur le critère de Rayleigh, le facteur de réponse en masse d’évaporation est évalué. Les effets dus à la variation du coefficient de transfert thermique sont analysés. En particulier, une réponse chaotique est notée dans le système quand le coefficient de transfert thermique est fixé à un.

heat transfer coefficient truncated expansion double confluent Heun equation transfer function.

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