بررسی تجربی عملکرد نازل دوسیاله نیوماتیکی اختلاط داخلی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران

2 بخش پایلوت نانو بیوتکنولوژی، انستیتو پاستور، تهران، ایران

چکیده

این مقاله به بررسی عملکرد افشانه دو سیاله می‌پردازد. این افشانه از نوع نیوماتیک است که با فشار هوا و نرخ جریان کار می‌نماید و بیشتر به عنوان پوشش دهنده محلول در سیستم‌های پاششی و پوشش دهنده در صنعت رنگ و داروسازی استفاده می‌شود. مشخصات این افشانه، توسط روش عکس‌برداری بررسی و آزموده می‌شود. روش عکس‌برداری به روش اندازه‌گیری لیزر، کم هزینه‌تر می‌باشد. در پژوهش حاضر، ابتدا با دوربین دیجیتال از پاشش اسپری عکس‌برداری می‌شود. سپس تصاویر مورد نظر اصلاح شده و برای پردازش آماده می‌شوند که برای این منظور از نرم‌افزار MATLAB استفاده شد. نتایج به‎دست آمده، با استفاده از روش عکس‌برداری شامل زاویه پاشش است و علاوه بر آن مقدار حجم مایع پاشش شده بر حسب تغییرات دبی هوا و مایع مورد محاسبه قرار گرفته است. نکات حاصل از این بررسی نشان می‌دهد که افزایش دبی هوا تاثیر بیشتری نسبت به افزایش دبی مایع بر روی تغییر زاویه پاشش دارد و با تغییرات نسبت دبی هوا و مایع، زاویه پاشش تغییر می‌کند. همچنین تاثیر دبی هوا در فرآیند اتومایز نمودن قطرات مایع در افشانه‌ها بسیار بیشتر از تاثیر دبی مایع می‌باشد. در این مقاله کاربرد یک نازل نیوماتیک دو سیاله که در صنعت داروسازی و خشک‌کن‌های بستر سیال کاربرد دارد، بررسی شده است. زیرا زاویه پاشش و شرایط عملیاتی این نوع از نازل‌ها، برای تولید محصول مطلوب بسیار حائز اهمیت است.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

An Experimental Investigation of Two-fluid Nozzle Performance

نویسندگان [English]

  • Amir Heydarinasab 1
  • Majid Hasanzadegan Roudsari 1
  • Azim Akbarzadeh Khiyavi 2
1 Department of Chemical Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of Pilot Nanobiotechnology, Pasteur Institute of Iran, Tehran, Iran
چکیده [English]

This study investigates the performance of two-fluid nozzle. The nozzle type is automatic pneumatic, which works by air pressure and flow rate and is used mainly in spray and coating systems in drug industries. Nozzle characteristics has determined by the image processing method. At first, the spray is photographed by a digital camera and then the desired images are modified and prepared for processing by MATLAB software. The results presented by means of the photography method include angle of spray. Furthermore, spray volume is calculated according to air and liquid flow rate variances. The results indicate that increasing air flow rate has a greater impact on the spray angle than increasing the liquid flow rate. Also, by changes in the ratio of air and liquid flow rate, spray angle can change. It also shows that the effect of air flow rate in the process of droplet atomization in the spray is much greater than the impact of liquid flow rate. In addition, a pneumatic two-fluid nozzle used in pharmaceutical industry and fluid bed dryers was investigated, because the spray angel and operating conditions are very important to produce the desired product.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Two-Fluid Nozzle
  • Atomization
  • Photography Method
  • Image Processing
  • Spray Angle

 

[1]. Jebraieli Jolodar A., Akbarnejad M. M., Taghizadeh M., Ahmadi Marvast M. “Laser-based flow measurement in performance assessment of FCC atomizer,” Chemical Engineering Journal. 108, pp. 109–115, Jan. 2005.##

[2]. Jose Joaquim de Souza E. and Medina Dubois A., “Cost effective evaluation techniques for FCC atomizing nozzles,” Journal of Science, University of Sul-PR, Brazil, 83900-00.##

[3]. Reitz R. and Bracco F., “On the dependence of spray angle and other spray parameters on nozzle design and operating conditions,” SAE Technical Paper 790494, 1979, DOI. 10.4271/790494.##

[4]. Clint Hoffmann W., “Designing technology to minimize environmental,” Part of Crop Production, Agricultural Research, September 2010.##

[5]. Hoyt J. W. and Taylor J. J., “Flow at exit of an electrically-heated water nozzle discharging in air,” Naval Undersea Center San Diego, USA,1976.##

[6]. Kim H. H., Ogata A. and Kim J. H., “High speed camera observation of electrospray,” National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Japan, 2009.##

[7]. Chiu Fung M., Inthavong K., Yang 2 W. and Tu J., “External characteristics of spray atomisation from a nasal spray device, school of aerospace,” Mechanical and Manufacturing Engineering, RMIT University, Australia, December 2009.##

[8]. Gandhi A. H., Meinhart M. A., “A comparison of cone angle measurement techniques for the fuel spray from a port fuel injector,” Ford Motor Co, USA, 2009.##

[9]. Gan H., Raghunandan B. N., “A morphological technique for direct drop size measurement of cryogenic sprays,” Research Scholar, Indian Institute of Science, India, 2005.##

[10]. Jiang Y., Young Jeon H., Tian L., Loren E. Bode, “Measuring particle size distribution using led-Illumination,” University of  Illinois at Urbana-Champaign, USA, 2009.##

[11]. دانشجو م. ا.، عباس‌پور فرد م. ح.، آق‌خانی م. ح. و آرین م.، "طراحی و ارزیابی نرم‌افزار مناسب سنجش تراکم و اندازه قطرات سم در سمپاش‌ها"، دانشگاه فردوسی مشهد، مجله حفاظت گیاهان، علوم و صنایع کشاورزی، جلد 22 ، شماره 2، سال 1387.##

[12]. عبدالکریمی و.، مدل‌سازی CFD جریان سه فازی گاز، ذرات جامد، قطرات مایع داخل بستر سیال، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد در مهندسی شیمی، دانشگاه سمنان، 1388.##