In questo lavoro viene illustrata l’attività di modellazione numerica di uno spray di alcohol evaporante in regime turbolento, con l’obiettivo di validare, attraverso i dati sperimentali bibliografici, il modello numerico al fine di identificarne i parametri di simulazione più idonei.
L’approccio ha visto l’utilizzo del codice di calcolo commerciale FLUENT, con modellazione RANS abbinata a tracciatura delle gocce tramite soluzione non stazionaria delle equazioni lagrangiane del moto, per gruppi di particelle statisticamente omogenee (parcel).
I risultati ottenuti hanno evidenziato, in accordo con le fonti bibliografiche, l’importanza di tenere in considerazione nel modello la dinamica delle gocce evaporanti di alcohol iso-propyl, immerse nel flusso d’aria anulare. A questo scopo, gli urti tra parcels sono stati modellati attraverso l’algoritmo di O’Rourke, mentre la frammentazione delle gocce per distorsione aerodinamica (breakup) è stata valutata mediante l’analogia di Taylor. Infine, la dispersione particellare, dovuta all’azione delle fluttuazioni turbolente di velocità della fase continua, è stata inclusa nel modello tramite l’utilizzo di funzioni stocastiche di tipo Random Walk.
La strategia di simulazione che è stata adottata ha fornito complessivamente risultati numerici soddisfacenti, con un’elevata accuratezza per i profili radiali di velocità assiale delle gocce e una leggera sottostima negli andamenti della componente radiale di velocità. Anche i risultati relativi ai diametri delle gocce sono stati buoni, presentando discrepanze da imputare, alle semplificazioni adottate sia per le proprietà termofisiche dei materiali coinvolti, che per la legge di evaporazione. |
