Analysis of Liquid Sheet Breakup and Characterisation of Plane Prefilming and Nonprefilming Airblast Atomisers

An experimental approach is adopted in the present study to investigate the liquid sheet breakup mechanism of a prefilming and nonprefilming airblast atomiser at ambient temperatures and at elevated pressures of air. The liquid sheet breakup mechanism is studied by High-Speed flow visualisation. The visualisation studies show that the liquid sheet breakup in the prefilming atomiser is different from the liquid sheet breakup on nonprefilming atomiser. The following work showed that PIV technique can be successfully applied in the breakup regime. High speed PIV analysis is performed to obtain velocity of liquid phase in the near-field of the atomiser. From the side view images of the liquid sheet, the sheet thickness is measured. Characterisation of the spray emerging from the atomisers is carried out by PDA measurements. The measurements show that the magnitude of primary and secondary breakup has an influence on the spray and varying influence of these has an effect the final SMD. This also implies the influence of prefilming surface.

Die vorliegende Arbeit ist eine experimentelle Untersuchung des Mechanismus des Flüssigfilmzerfalls von Kerosin an einem ebenen Luftstromzerstäuber mit und ohne Filmleger bei Umgebungstemperatur und erhöhten Drücken der Luft. Der Flüssigfilmzerfall wird mit Hochgeschwindigkeits-Visualisierung studiert. Die Aufnahmen zeigen, dass der Zerfallvorgang an Luftstromzerstäubern mit oder ohne Filmlegeroberfläche deutlich unterschiedlich ist. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass die PIV-Messtechnik erfolgreich auf Zerstäubungsvorgänge angewendet werden kann. Mittels einer Hochgeschwindigkeits PIV-Analyse wird die Geschwindigkeit der flüssiger Phase im Nahfeld des Zerstäubers ermittelt. Durch Aufnahmen der Filmlegeroberfläche wurden Filmdicken gemessen. Die Charakterisierung des erzeugten Sprays der Zerstäuber mit und ohne Filmleger erfolgte durch PDA Messungen. Diese zeigen, dass die wesentlichen Einflussgrößen auf den Primärzerfall auch den Sekundärzerfall beeinflussen und unterschiedlichen Einfluss auf den endgültigen Sauter-Durchmesser des Spray haben. Das gilt auch für den Einfluss des Filmlegers.