Bir Elektrosprey Enjektörün Deneysel İncelemesi

Authors : Mahmut Can KARAKAYA, Ragıp ABDULLAHOĞLU, Onur TUNÇER, Hüseyin KIZIL, Levent TRABZON

Pages : 63-76

View : 27 | Download : 11

Publication Date : 2014-03-01

Article Type : Research Paper

Abstract :Mikro elektromekanik sistemler (MEMS) teknolojisi sayesinde birçok cihaz, mikro, hatta nano boyutlarda üretilmektedir. Bu cihazların gereksinimleri de kendi boyutları doğrultusunda olmaktadır. Örneğin, bir nano uydunun yörünge kontrolü için gereken itki miktarının mili Newton mertebesinde olması ya da ufak bir yanma sisteminin çalışabilmesi için gereken yakıt damlacığının mikron mertebesinde olması, eski yöntemlerin bir kenara bırakılması gerekliliğini doğurmuştur. Elektrosprey enjeksiyonu tekniği, bu gibi durumlarda kullanılabilecek bir yöntemdir. Çünkü bu teknik, her debi değeri için eşit parçacık boyutu dağılımı sağlayan yegâne tekniktir. Bu sebeple, elektrosprey tekniği minyatür enerji dönüşümü cihazlarında sıvı hidrokarbonların atomizasyonu için de oldukça uygundur. Bu çalışmada elektrosprey teorisi kısaca ele alındıktan sonra bir elektrosprey sisteminin tasarımı, karakterizasyonunu ve ekstraktör elektrodunun elektrosprey davranışına etkisi anlatılmaktadır. Deneylerde dielektrik sıvı olarak metanol ve etanol kullanılmıştır. Kılcal tüp olarak, cam kapiler tüp ile insülin iğnesi ucu kullanılmıştır. Bunların iç çapları sırasıyla, 0.1 mm ve 0.23 mm’dir. Bir reosta yardımı ile sıvıya uygulanan gerilimin ekstraktör elektroduna uygulanan gerilime oranı değiştirilebilmektedir. Değişik delik çaplarındaki ve kılcal tüpün ucuna değişik mesafelerde konumlandırılmış ekstraktör elektrodlarının elektrosprey davranışına etkisi parametrik olarak incelenmiştir. 3 mm ve 3.8 mm değerleri için başlangıç ve koni jeti rejiminin bozulduğu bitiş voltajı değerleri bulunmuştur. Bu iki değerin de ekstraktör ve sıvı arasındaki gerilim oranın artması ile orantılı olarak arttığı gözlemlenmiştir. Bulunan sonuçlar teori ile de uyumludur. Aynı zamanda ölçülen başlangıç voltajı değerlerinin de teorik değerlere yakın olduğu gözlemlenmiştir. 5.2 mm ekstraktör çapı değeri için sadece başlangıç voltajı bulunmuştur. Ölçülen başlangıç voltajı değerlerinin teorik değerlere yakın olduğu gözlenmiştir. Bu bulgular, çoklu elektrosprey sistemi tasarlarken kullanılabilecek niteliktedir. Özellikle bitiş voltajı değerleri, çoklu elektrosprey sistemine ait bir ekstraktör yüzüğü tasarımında kullanılabilecek en büyük delik çapı hakkında bilgi verebilir
Keywords : Elektrosprey, Ekstraktör Elektrodu, Yakıt Enjeksiyonu, Taylor Konisi