| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 1.48 MB | Adobe PDF |
Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
The concern with the environment led the human being to develop new alternative fuels to
reduce pollution and mitigate the emission of greenhouse gases. The air transport sector
and the burning of fossil fuels are responsible for a huge portion of the pollution. Therefore,
introducing new sustainable ways to provide energy, such as biofuel, is of major importance.
However, in order to make these new energy sources more efficient and safer, it is necessary
to carry out studies related to the injection of fuel into the combustion chambers, and the
impact of droplets.
This study focuses on an experimental investigation of a single droplet impact onto a heated
solid surface. The main purpose of this work is to analyse the influence of wall temperature
on the impact morphology of a single droplet and observe the possible outcomes. To do so, in
these experimental tests, Jet Fuel and HVO (Hydroprocessed Vegetable Oil) mixtures were
used. The fluids tested were: water (as a control group), 100% Jet A-1, 75% Jet A-1 and 25%
NExBTL, 50% Jet A-1 and 50% NExBTL, and 100% NExBTL.
The present work studies the impact outcomes depending on the working fluids and the wall
temperature. The impact energy was kept constant. Therefore, the Weber number in this
experiment was set to W e = 320 by varying the droplet diameter or the impact velocity. Furthermore, different wall temperatures were chosen, that vary from Tw = 25ºC to Tw = 330ºC,
to seek for every possible impact phenomenon and characterise the impact morphology. The
impact dynamics were captured using a high-speed digital camera and the images were digitally processed. It was possible to observe the heat regimes for all fluids, as well as two
additional regimes for the mixtures of 75% jet fuel - 25% HVO and 50% jet fuel - 50% HVO.
A preocupação com o ambiente levou o ser humano a desenvolver novos combustíveis alternativos para reduzir a poluição e mitigar a emissão de gases de efeito de estufa. O setor de transporte aéreo e a queima de combustíveis fósseis é responsável por grande parte da poluição. Por conseguinte, introduzir novas formas sustentáveis de fornecer energia, como os biocombustíveis, é de elevada importância. Contudo, de modo a tornar estes novos meios de energia mais eficientes e seguros, é necessário realizar estudos relativos à injecção de combustíveis nas câmaras de combustão e ao impacto de gotas. Este estudo é focado numa investigação experimental sobre o impacto de gotas numa superfície sólida quente. O principal objectivo deste trabalho é analisar a influência da temperatura da superfície na morfologia do impacto de uma única gota e observar os possíveis resultados. Para isso, nestes ensaios experimentais foram utilizadas misturas de Jet Fuel e HVO (Óleo Vegetal Hidroprocessado). Os fluidos utilizados foram: água (como grupo de controlo), 100% Jet A-1, 75% Jet A-1 e 25% NExBTL, 50% Jet A-1 e 50% de NExBTL, e 100% NExBTL. Estas misturas seguem os requisitos da aviação civil, no qual têm que conter um mínimo de 50% de jet fuel. O presente trabalho estuda os efeitos de impacto de uma gota em função da temperatura da superfície para diferentes fluidos. A energia de impacto foi mantida constante. Portanto, o número de Weber nesta experiência foi fixado em W e = 320, tendo variado ou o diâmetro da gota ou a velocidade de impacto. Além disso, foram escolhidas diferentes temperaturas da superfície, que variam entre Tw = 25ºC e Tw = 330ºC, para procurar obter cada fenómeno de impacto e caracterizar a morfologia do mesmo. As dinâmicas de impacto foram capturadas utilizando uma câmara digital de alta velocidade e as imagens foram processadas digitalmente. Foi possível observar os regimes de calor para todos os fluidos, bem como alguns adicionais para as misturas de 75% jet fuel - 25% HVO e 50% jet fuel - 50% HVO.
A preocupação com o ambiente levou o ser humano a desenvolver novos combustíveis alternativos para reduzir a poluição e mitigar a emissão de gases de efeito de estufa. O setor de transporte aéreo e a queima de combustíveis fósseis é responsável por grande parte da poluição. Por conseguinte, introduzir novas formas sustentáveis de fornecer energia, como os biocombustíveis, é de elevada importância. Contudo, de modo a tornar estes novos meios de energia mais eficientes e seguros, é necessário realizar estudos relativos à injecção de combustíveis nas câmaras de combustão e ao impacto de gotas. Este estudo é focado numa investigação experimental sobre o impacto de gotas numa superfície sólida quente. O principal objectivo deste trabalho é analisar a influência da temperatura da superfície na morfologia do impacto de uma única gota e observar os possíveis resultados. Para isso, nestes ensaios experimentais foram utilizadas misturas de Jet Fuel e HVO (Óleo Vegetal Hidroprocessado). Os fluidos utilizados foram: água (como grupo de controlo), 100% Jet A-1, 75% Jet A-1 e 25% NExBTL, 50% Jet A-1 e 50% de NExBTL, e 100% NExBTL. Estas misturas seguem os requisitos da aviação civil, no qual têm que conter um mínimo de 50% de jet fuel. O presente trabalho estuda os efeitos de impacto de uma gota em função da temperatura da superfície para diferentes fluidos. A energia de impacto foi mantida constante. Portanto, o número de Weber nesta experiência foi fixado em W e = 320, tendo variado ou o diâmetro da gota ou a velocidade de impacto. Além disso, foram escolhidas diferentes temperaturas da superfície, que variam entre Tw = 25ºC e Tw = 330ºC, para procurar obter cada fenómeno de impacto e caracterizar a morfologia do mesmo. As dinâmicas de impacto foram capturadas utilizando uma câmara digital de alta velocidade e as imagens foram processadas digitalmente. Foi possível observar os regimes de calor para todos os fluidos, bem como alguns adicionais para as misturas de 75% jet fuel - 25% HVO e 50% jet fuel - 50% HVO.
Description
Keywords
Biocombustíveis Efeito de Leidenfrost Estudo Experimental Impacto de Gotas Jet Fuel Superfície Quente