Drivstoffdråper

Drivstoffdråper er små flytende partikler av drivstoff som dannes ved atomisering av drivstoff i motorer og andre spraybaserte systemer. Størrelsen og fordelingen av dråpene avgjør hvor raskt drivstoffet fordampes og blandes med luft, noe som i stor grad påvirker forbrenningseffektivitet og utslipp.

Atomisering skjer gjennom ulike teknikker, blant annet trykkbasert innsprøytning i dieselmotorer, samt luftassistert og spiralbasert sprøyting. Dråpestørrelser måles ofte som Sauter middeldiameter (SMD) eller volummiddeldiameter. Typiske dråpestørrelser varierer avhengig av drivstoff, sprøyte-design og sprøytestyrke og ligger ofte i området fra noen titalls til hundre mikrometer.

Når dråpene møter varme luftstrømmer i en forbrenningskammer, begynner de å fordampe. Mindre dråper fordampes raskere og blandes bedre med luften, noe som fremmer en homogen og effektiv forbrenning. Større dråper kan forbli ufordampa lenger, gi ufullstendig blanding og bidra til sotdannelse og høyere utslipp.

Måling og modellering av drivstoffdråper skjer med optiske teknikker som fase-Doppler interferometri og Mie-spredning, samt CFD-baserte simuleringer som inkluderer sprøytebrudd- og fordampingsmodeller. Slike verktøy brukes til å forbedre injector-design og drivstofføkonomi.

I moderne forbrenningsmotorer, som diesel og bensin direkte innsprøytning (GDI), spiller kontroll over dråpestørrelse og fordampingshastighet en viktig rolle for å oppnå lavere utslipp og bedre effektivitet. Utfordringer inkluderer ufordøyd fordamping, vegg-våtning og dannelse av NOx og sot.