К вопросу о влиянии электрического заряда на поверхностное натяжение капель топлива на выходе форсунки

Авиационная и ракетно-космическая техника

Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов


Авторы

Колодяжный Д. Ю.1, Нагорный В. С.2*, Смирновский А. А.2

1. Объединенная судостроительная корпорация, ул. Марата, 90, Санкт-Петербург, 191119, Россия
2. Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Петра Великого, СПбПУ, ул. Политехническая, 29, Санкт-Петербург, 195251, Россия

*e-mail: nagorny.vladim@yandex.ru

Аннотация

Представлен обзор источников, содержащих сведения о влиянии электрического заряда капель топлива на поверхностное натяжение капель. Впервые получена безразмерная формула зависимости поверхностного натяжения капли топлива от электрического заряда, хорошо отображающая результаты экспериментов.

Ключевые слова

электрический заряд, капля топлива, поверхностное натяжение, форсунка

Библиографический список

  1. Авиационные правила, часть 34. Охрана окружающей среды. Эмиссия загрязняющих веществ авиационными двигателями. Нормы и испытания. — М.: Авиаиздат, 2003. — 84 с.

  2. Охрана окружающей среды. Приложение 16 к конвенции о Международной гражданской авиации. Том II. Эмиссия авиационных двигателей. Монреаль, Квебек, Канада: Международная организация гражданской авиации, 2008. — 118 с.

  3. Murase Isao, Moriyama Akinobu, Meroji Nakai. A Portable Fast Response Air-Fuel Ratio Meter Using an Extended Range Oxygen Sensor // SAE Technical Paper Series, 1988, no. 880559, pp. 121-130.

  4. Герловин И.Л. Основы единой теории всех взаимодействий в веществе. — Л.: Энергоатомиздат, 1990. — 431 с.

  5. Нагорный В.С., Колодяжный Д.Ю. Повышение эффективности сгорания углеводородных топлив // Материалы Международного форума «Крым Hi-Tech-2014», 25-27.09.2014, Севастополь. С. 246-248.

  6. Звонов В.А., Макаров Н.А. Влияние на рабочий процесс ДВС активирования топлива внешними физическими воздействиями // Двигатели внутреннего сгорания, 2008. № 2. С. 112-121.

  7. Tao R., Du E., Tang H., Xu X. Neutron scattering studies of crude oil viscosity reduction with electric field // Fuel, 2014. Vol. 134, pp. 493-498.

  8. Du E., Tang H., Huang K., Tao R. Reducing the Viscosity of Diesel Fuel with Electrorheological Effect // Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 2011. Vol. 22. No. 15, pp. 1713-1716.

  9. Tao R. The Physical Mechanism to Reduce Viscosity of Liquid Suspensions // International Journal of Modern Physics B, 2007. Vol. 21, pp. 4767-4773.

  10. Ревзин И.С. Безмоторное исследование влияния переменного электрического поля на смесеобразование во впускной системе двигателя // Автомобильная промышленность. 1980. № 1. С. 5-7.

  11. Нагорный В.С., Смирновский А.А., Чернышев А.С., Колодяжный Д.Ю. Перенос заряда в резко неоднородном электрическом поле закрученным потоком жидкости с минимальным гидравлическим сопротивлением // Письма в ЖТФ. 2015. Т. 41. Вып. 17. С. 94-102.

  12. Nagorniy V. S., Smirnovsky A.A., Tchernysheff A.S., Kolodyazhny D.Yu. Numerical simulation of the flow in the fuel injector in the sharply inhomogeneous electric field // Procedia Computer Science, 2015. Vol. 51, pp. 1219-1228.

  13. Нагорный В.С., Смирновский А.А., Чернышев А.С., Колодяжный Д.Ю. Исследование процесса переноса зарядов при течении закрученного потока диэлектрической жидкости в резко неоднородном поле // Сборник докладов ХI Международной научной конференции «Современные проблемы электрофизики и электрогидродинамики» 29.06.-03.07.2015, Петергоф. — СПб.: ИД «Петроградский», 2015. С. 94-97.

  14. Нагорный В.С. Электрокаплеструйные регистрирующие устройства. — Л.: Машиностроение, 1988. — 269 с.

  15. Нагорный В.С. Средства автоматики гидро- и пневмосистем: учебное пособие для вузов. — СПб., М., Краснодар: Изд-во ЛАНЬ, 2014. — 448 с.

  16. Нагорный В.С. Электрофлюидные преобразователи. — Л.: Судостроение, 1987. — 251 с.

  17. Денисов А.А., Нагорный В.С. Электрогидро- и электрогазодинамические устройства автоматики. — Л.: Машиностроение, 1979. — 288 с.

  18. Nagorniy V.S. Parameter of EHD-Interaction and efficiency Electrohydro(gas) dynamic Control of Flows and Jets of Dielectric Liquids and Gas // International Symposium on Electrohydrodynamics 2014 (ISEHD 2014. June 23-26). Japan Okinawa. 2014 5 p. Book of Abstracts. Р. 49.

  19. Оно С., Кондо С. Молекулярная теория поверхностного натяжения в жидкостях. — М.: Изд-во ИЛ, 1963. — 290 с.

  20. Русанов А.И., Кузьмин В.Л. О влиянии электрического поля на поверхностное натяжение полярной жидкости // Коллоидный журнал. 1977. Т. 39. № 2. С. 388-390.

  21. Русанов А.И. К термодинамике нуклеации на загрязненных центрах // Доклады АН СССР. 1978. Т. 238. № 4. С. 831-834.

  22. Ефимов Н.А. Влияние электрической обработки свежего заряда на показатели рабочего процесса карбюраторного двигателя: Дисс. на соискание уч. ст. канд. тех. наук. — Ворошиловград, 1984. — 212 с.

  23. Ефимов H.A., Звонов В.А., Ефимова Л.Я. Исследование влияния характера прикладываемого напряжения на истечение бензина // Электронная обработка материалов. 1979. № 1. С. 45-47.

  24. Ефимов Н.А., Звонов В.А., Красносельский A.M. Исследование влияния электрического поля на поверхностное натяжение бензинов при их истечении // Двигатели внутреннего сгорания. Харьков: Изд-во ХГУ, 1978. Вып. 27. С. 40-46.

  25. Kim Y.-J., Ko H.S. Numerical and Experimental Analysis of Electrostatic Ejection of Liquid Droplets // Journal of Korean Physical Society. 2007. Vol. 51. pp. 42-46.

  26. Weon B.M., Je J.H. Ionization-induced surface tension reduction of water droplets // Applied Physics Letters. 2008. Vol. 93. No. 24. P. 244105.

  27. Lima E.R.A., de Melo B.M., Baptista L.T., Paredes M.L.L. Specific ion effects on the interfacial tension of water/hydrocarbon systems // Brazilian Journal of Chemical Engineering. 2013. Vol. 30. No. 1. Pp. 55- 62.

  28. Ревзин И.С. Основные предпосылки использования электростатических полей в двигателях внутреннего сгорания // Электронная обработка материалов. 1978. № 6. С. 51-53.

  29. Santos L.P., Ducati T.R.D., Balestrin L.B.S. and Galembeck F. Water with Excess Electric Charge // Journal of Physical Chemistry C, 2011. Vol. 115. No. 22, pp. 11226-11232.

  30. Shrimpton J.S. Dielectric charged drop break-up at sub-Rayleigh limit conditions // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. 2005. Vol. 12. No. 3, pp. 573-578.

  31. Schmid G.M., Hurd R.M. & Snavely E.S. Effect of electrostatic field on the surface tension of salt solution // Journal of The Electrochemical Society. 1962. Vol. 109. Issue 9, pp. 852-858.

  32. Sato M., Kudo N. & Saito N. Surface tension reduction of liquid by applied electric field using vibrating jet method // IEEE Transactions on Industry Applications. 1998. Vol. 34. No. 2, pp. 294-300.

  33. Ahern J.C., Balachandran W. Experimental electrohydrodynamic nanospray production using drawn glass capillaries // Particulate Science and Technology. 2006. Vol. 24. Issue 3, pp. 271-280.

  34. Копейкина Э.К. Влияние электрического поля на поверхностное натяжение неполярных жидкостей // Электронная обработка материалов. 1970. № 4. С. 57-59.

  35. Ревзин И.О. Экспериментальное исследование влияния переменного электрического поля на поверхностное натяжение жидкостей // Электронная обработка материалов. 1975. № 3. С. 28-30.

  36. Bostrom M., Williams D. R. M. and Ninham B.W. Surface Tension of Electrolytes: Specific Ion Effects Explained by Dispersion Forces // Langmuir. 2001. Vol. 17. No. 15, pp. 4475-4478.

  37. Cалимов А.У. Вопросы теории электростатического распыливания жидкостей и интенсификация процессов сгорания жидких топлив в тепловых двигателях: Автореф. дис. докт. тех. наук. — М.: МАДИ, 1977. — 48 с.

  38. Салимов А.У., Балабеков М.Т., Мамбетов Д.Г., Акбаров М.М. Электризуемость жидкостей при искусственной электризации // Известия Академии наук Узбекской ССР. Серия Техническая. 1977. № 2. С. 30-31.

  39. Салимов А.У., Балабеков М.Т., Мамбетов Д.Г., Акбаров М.М., Уразбаев Ш.Ш. Методы исследования электризуемости капель различных жидкостей // Известия Академии наук Узбекской ССР. Серия Техническая. 1971. № 2. С. 41-43.

  40. Нагорный В.С., Колодяжный Д.Ю. Естественнонаучные основы повышения эффективности горения углеводородных топлив при их электризации // Системный анализ в проектировании и управлении: Научные труды XVII Международной научно-практической конференции. СПб.: Изд-во Политехнического университета, 2013. Ч. 2. С. 136-138.

  41. Тамм И.Е. Основы теории электричества: Учебное пособие для вузов. — М.: Физматлит, 2003. — 616 с.

  42. Колодяжный Д.Ю., Нагорный В.С. Экспериментальные исследования влияния электрического поля на скорость продуктов сгорания керосино-воздушной смеси // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 1. С. 56-67.

  43. Колодяжный Д.Ю., Нагорный В.С. Экспериментальные исследования влияния электрического поля на химический состав продуктов сгорания керосиновоздушной смеси // Вестник Московского авиационного института. 2015. Т. 22. № 4. С. 67-74.



Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024