An Experimental Study of Discharge Coefficient with Non-Circular Effervescent Type Twin-fluid Nozzle

비원형 Effervescent Type 이유체노즐의 Discharge Coefficient에 관한 실험적 연구

An experimental study was carried out to investigate the injection characteristics of non-circular effervescent type twin-fluid nozzles. For this purpose, two types of non-circular nozzles (E1, E2) and one kind of circular nozzle (C) were used. At this time, the Aerorator mounted on the nozzle used three different diameters to match the aspect ratio with the nozzle exit area. Therefore, experiments were performed according to three aspect ratios for each nozzle, and a total experiments were conducted. Experiments were carried out by controlling the amount of air flowing after fixing the flow rate of the liquid, and the nozzle internal pressure and SMD were measured, and the jet image was taken from the nozzle. The discharge coefficients of the three kinds of nozzles were compared with the conventional equation and the Jedelsky's equation, and the Jedelsky's equation was found to be about 4 times larger. The droplet size (SMD) injected from the nozzle was found to be smaller in the non-circular shape than in the circular shape, which is expected to be caused by the difference of the discharge coefficient values.

본 연구는 비원형 Effervescent Type 이유체 노즐의 분사 특성을 조사하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 이를 위해 거의 동일한 노즐 출구 면적으로 가공한 2종류의 비원형 노즐 (E1, E2)과 1종류의 원형 노즐 (C)을 대상으로 비교 실험을 진행하였다. 이때 노즐에 장착된 Aerorator는 노즐 출구 면적과의 Aspect Ratio를 맞추기 위해 지름이 다른 3종류를 사용하였다. 따라서 각 노즐마다 3가지의 Aspect Ratio에 따라 3번의 실험을 진행하였으며, 전체 총 9종의 실험이 진행되었다. 실험은 Liquid의 유량을 고정시킨 후, 유입되는 Air의 양을 제어하며 진행하였으며, 노즐 내부 압력과 액적의 크기 (SMD)를 측정하고 노즐에서 분사 이미지를 촬영하였다. 이를 통해 3종의 노즐의 유량 계수를 압력 분무방정식과 Jedelsky 방정식을 비교 계산하였고, Jedelsky 방정식이 약 4배 정도 더 큰 값을 갖는 것을 확인하였다. 노즐에서 분사되는 SMD는 원형보다 비원형에서 더 작은 값을 갖는 것으로 나타났으며, 이는 유량 계수 값의 차이 의해 야기된 것으로 예상된다.