השפעת הספריי - F_l תלוי בספיקה הנפחית Q והפרש הלחץ על-פי המשוואה מטה. סוג הנחיר והמרחק בינו לבין המשטח משפיעים על הקבוע C.
formula_3
זווית הריסוס והכיסוי.
זווית הריסוס משתנה כאשר אורך הריסוס גדל. כפי הנראה באיור מטה, זווית הריסוס נוטה לקרוס או להשתנות עם הגדלת המרחק מהמשטח. כיסוי הריסוס משתנה על-פי זווית הריסוס. הכיסוי התאורטי C של דפוסי ריסוס במרחקים שונים יכול להיות מחושב על-פי הנוסחה מטה עבור זוויות ריסוס של פחות מ-180 מעלות: formula_4 . ההנחה היא כי זווית הריסוס נשארת קבועה לכל אורך הריסוס. נוזלים בעלי צמיגות גבוהה ממים יוצרים זוויות ריסוס קטנות יותר, או זרימה קבועה, כתלות בספיקת הנחיר, לחץ הריסוס והצמיגות. נוזלים עם מתח פנים נמוך יותר ממים מייצרים זוויות ריסוס רחבות יותר מאשר הזוויות הידועות עבור מים. זוויות ריסוס נמדדות בדרך כלל בעזרת שיטות אופטיות שונות או בעזרת שיטות מכניות. זוויות ריסוס הן חשובות ביישומי ציפוי למניעת ריסוס יתר של החומרים אותם מצפים, במנועי בעירה למניעת הרטבה של קירות הצילינדר ובמטפי אש לספק כיסוי מתאים של הציוד עליו מגנים.
גודל טיפות הריסוס.
גודל הטיפות הוא הגודל של טיפות הריסוס אשר מגדירות את דפוס הריסוס מהנחיר. טיפות הריסוס אינן באותו גודל עבור ריסוס נתון. קיימות מספר דרכים לתאר את גודלי הטיפות במהלך ריסוס:
גודל ממוצע לפי סאוטר (SMD) או D32 -
קוטר חציון נפחי (VMD) וקוטר חציון מסי (MMD)
גודל הטיפות נמדד במיקרומטר.
צפיפות שטח הפנים של גודל הטיפות
צפיפות שטח הפנים של גודל הטיפות הוא התוצר של שטח פני הטיפות ומספר הטיפות ליחידת נפח. צפיפות שטח הפנים הוא מאוד חשוב ביישומים של אידוי ובערה, מאחר שקצב האידוי המקומי קשור קשר הדוק לצפיפות שטח הפנים. בליעת האור הנגרמת על ידי טיפות הריסוס נמצאת גם היא בפרופורציה לצפיפות שטח הפנים.
פיזור גודל הטיפות - גודל ו/או נפח פיזור הטיפות בריסוס מבוטא לרוב על ידי אחוז הנפח המצטבר כתלות בגודל הטיפות.
פקטור תוחלת יחסי (RSF) - השוואת פיזור גודל טיפות מנחיריים חלופיים עשוי להיות מבלבל. ה-RSF (relative span factor – גורם התוחלת היחסי) מצמצם את הפיזור לספרה יחידה. הפרמטר מרמז על האחידות בפיזור גודל הטיפות. ככל שספרה זו קרובה יותר ל-1 כך הריסוס יהיה יותר אחיד (כלומר פיזור הדוק, שונות קטנה מגודל הטיפה המקסימלי לגודל הטיפה המינימלי). ה-RSF מספק אמצעים פרקטיים להשוואת פיזורים של גודלי טיפות משתנים.
formula_5
מדידת גודל הטיפות – שלוש השיטות הנפוצות למדידת גודל הטיפות הן עקיפת לייזר, הדמיה אופטית ופאזת דופלר. כל השיטות הללו הן לא פולשניות. במידה ולכל הטיפות היו את אותה המהירות, תוצאות המדידה היו זהות עבור כל השיטות. בפועל קיים הבדל משמעותי בין המהירויות של טיפות גדולות וקטנות. את השיטות האופטיות המוצגות ניתן לסווג כמבוססות על מרחב או מבוססות על שטף. שיטת דגימה מרחבית מודדת את הטיפות בעזרת טכניקת נפחים סופיים. זמן השהייה של הטיפות במדידת הנפח משפיע על התוצאות. שיטות הדגימה המבוססות על שטף דוגמות ללא הרף את חתך הדגימה.
עקיפת לייזר – שיטת דגימה מרחבית, מסתמכת על עקרון עקיפת פראונהופר (Fraunhofer), אשר נגרם כתוצאה מאינטראקציה של אור עם טיפות הריסוס. זווית הפיזור של העקיפה היא ביחס הפוך לגודל הטיפות. שיטה לא פולשנית זו משתמשת בנפח בקרה אופטי של גליל ארוך. האור המפוזר עובר דרך מערכת עדשות מיוחדת ונאגר על-פני מספר טבעות פוטו-דיודה ממורכזות. הסיגנל מהטבעות משמש לחישוב חוזר של פיזור גודל הטיפות. מספר עדשות מאפשרות מדידות מ-1.2 עד 180מיקרומטר.
הדמיה אופטית – שיטה זו משתמשת בפולס של אור, לייזר או הבזק על-מנת ליצור הדמיה גרפית של צל המשמשת לקביעת גודל הטיפה בנפח המדידה. למדידה מרחבית זו קיים טווח של 5 עד 10,000 מיקרומטר עם עדשות ושינויים אופטיים. תוכנת ניתוח ההדמיה מעבדת את ההדמיות הראשוניות לקביעת קוטר הטיפה. שיטה זו מתאימה בעיקר לכימות קטרים גדולים של טיפות בצפיפות ריסוס קטנה או בינונית, לנוזלים דלילים (תרחיפים) וכן טיפות שנוצרו בצורה חלקית.
פאזת דופלר (PDPA)– שיטה המבוססת על השטף, ומודדת את גודל החלקיק ואת מהירותו בו זמנית. זוהי שיטה ייחודית כיוון שהאינפורמציה לגבי גודל הטיפה ומהירותה נמצאת בהפרש הפאזות בין הסיגנלים של הגלאי ובין שינוי תדר האות. שיטה זו אינה רגישה לעוצמה, ולכן היא משמשת במצבים של ריסוס צפוף יותר. טווח גודל הטיפות הוא בין 1 ל-800 מיקרומטר. בבסיס השיטה קיימות קרני לייזר מצטלבות אשר יוצרות דפוסי ריסוס מתנגשים ומבהירים טיפות כאשר הן עוברות דרך אזור המדידה הקטן. שלושה גלאים צדדיים אוספים את הסיגנלים האופטיים אשר משמשים לקביעת הפרש הפאזה והשינוי בתדירות הנגרמים על ידי הטיפות.
שיטות ההדמיה אופטית ופאזת דופלר מודדות את הגודל של טיפות נפרדות. על-מנת לייצר פיזור טיפוסי ולהביא למינימום את אפקט התנודות הרנדומליות, יש צורך בכמות מספיקה של טיפות (סדר גודל של 10,000 טיפות).
לרוב יש צורך למדוד במספר מיקומים שונים, כיוון שגודל הטיפות שונה באזורים שונים במשטח המרוסס.
גורמים המשפיעים על גודל הטיפות:
עבור כל דפוס ריסוס, הספיקה הקטנה ביותר תייצר את גודל הטיפות הקטן ביותר וספיקות גדולות ייצרו טיפות גדולות. קוטר חציון נפחי (VMD) מבוסס על כמות הנוזל אשר רוסס, ולכן זהו מדד מקובל.
שיקולים מעשיים - נתוני גודל הטיפות מתבססים על משתנים רבים ותמיד נתונים לפרשנויות שונות. הקווים המנחים הבאים מוצעים על-מנת ליצור הבנה ושימוש אפקטיבי בנתוני גודל הטיפות.
איסוף חוזר של מידע ודיוק – מבחן גודל טיפות הוא מבחן שניתן לחזור עליו, אם תוצאות מבחן נתון אינן חורגות מ- ±10%. למשל, אם מבחן מעיד על קוטר חציון נפחי של 100 מיקרומטר, אז ניתן להתייחס אל מבחן נוסף עם תוצאות של בין 90 ל-110 µm כאל שווה אליו.
מכשור והטיה בדיווח – על-מנת ליצור השוואת נתונים תקפה, במיוחד כאשר מדובר במקורות שונים, חשוב במיוחד לדעת את סוג המכשור והטווח בו השתמשו, וטכניקת הדגימה. למכשור והטיה בדיווח יש השפעה ישירה על נתוני גודל הטיפות.
שיקולי האפליקציה – בחרו את ממוצע גודל הטיפות והקוטר כך שיתאימו בצורה הטובה ביותר לאפליקציה. אם המטרה היא רק להשוות בין גודלי טיפות של נחיריים שונים, אז מספיק להשתמש בקוטר חציון נפחי (VMD) או גודל ממוצע לפי סאוטר(SMD) .
מקדם הגרר.
נמדל את הטיפה שנעה באוויר כספירה, ובעזרת החישוב של ג'ורג' סטוקס מ-1851 נגיע לביטוי של מקדם הגרר:
formula_6
ההנחה בחישוב הזה היא שמספר ריינולדס הוא נמוך.
עבור מספרי ריינולדס יותר גבוהים, ייתכן והגרר יהיה גדול יותר עקב היווצרות שובל וניתוקים אפשריים.
עוד סיבה לכך שהנחה זו בעייתית היא מכיוון שנפח הספירה שנעה בעצם מכילה גם שכבת גבול.
שיקולים אלו הביאו למספר תיקונים לגרר סטוקס, בעזרת נתונים מניסויים. קורלציה שהוצעה בלוג'ט (Blodgett, K):
formula_7
פרנטל (Prandtl, L) הציע את הקורלציה הבאה:
formula_8 עבור ריינולדס קטן מ-1000.
מלור (Mellor, R) הציע:
formula_9
פוטנם (Putnam, A) הציע:
formula_10 עבור ריינולדס קטן מ-1000.
הקורלציה האחרונה היא הנוחה ביותר מכיוון שהיא מכסה תחום מספרי ריינולדס טיפוסיים ברסס, וכן קל לחלץ ממנה את מהירויות ומסלול הטיפה.
השפעת תאוצה על מקדם הגרר:
ברוב המקרים, מהירות הטיפה תהיה גדולה ממהירות האוויר או קטנה ממנה, כלומר תתרחש תאוצה או תאוטה בהתאמה.
עבור מקרים בהם לא ניתן להזניח את התאוצה המתפתחת, אינגבו (Ingebo, R.D) הציע את הקורלציה הבאה:
formula_11 עבור ריינולדס בין 6 ל-1000.
מקדם גרר עבור טיפות בתהליך אידוי:
תהליך אידוי של טיפות יכול להשפיע על מקדם הגרר בשתי דרכים:
יואן וצ'ן (Yuen and Chen) הגיעו למסקנה שהשפעת האידוי על מקדם הגרר מגיעה לא עקב ה-Blowing Effect, אלא עקב שינויים בתכונות פיזיקליות של הגז במשטח הטיפה.
אייזנקלם (Eisenklam, P) הציג מקדם גרר הבא:
formula_12
קוטר הטיפה: 25-500 מיקרומטר.
formula_13
formula_14
הוא התבסס על נתונים שאסף מתוך ניסויים שנעשו על טיפת דלק קטנות, אשר נפלו ממנוחה ונשרפו/התאדו.
קורלציה זו היא המומלצת עבור טמפרטורות גבוהות (עם אידוי).
הקורלציה של פוטנם (Putnam, A) היא המומלצת עבור טמפרטורות נמוכות וריינולדס קטן מ-1000.
לקריאה נוספת.
A.H. Lefebvre", Atomization and Sprays", 1989
טוס וסע
M82 בארט
בארט M107
M107 SASR
אנדרטת הספינה אריזונה
ג'ון גורטון
סר ג'ון גריי גורטון (באנגלית: John Grey Gorton; 9 בספטמבר 1911 – 19 במאי 2002) היה מדינאי אוסטרלי שכיהן כראש ממשלת אוסטרליה התשעה עשר. גורטון היה חבר הסנאט האוסטרלי היחיד שכיהן כראש ממשלה.
ראשית חייו.
ג'ון גריי גורטון נולס במלבורן, ויקטוריה. הוא היה בנם של אליס שין (Sinn), בתו של פועל רכבת ושל ג'ון רוז גורטון, פרדסן אנגלי. גורטון האב ואשתו הראשונה קתלין, היגרו מדרום אפריקה, שם זכו לשגשוג בתקופת מלחמת הבורים. באוסטרליה הם נפרדו וגורטון חי חיי זוגיות עם אליס שין, שמתה ממחלת השחפת ב-1920. גורטון הצעיר חי עם פרודתו של אביו ועם אחותו למחצה, רות, בסידני.
הוא התחנך בבית הספר של הכנסייה האנגליקנית בסידני (אחד מחבריו לספסל הלימודים היה השחקן ארול פלין), בבית הספר היסודי בג'ילונג ונסע לאנגליה כדי ללמוד בקולג' ברנסנוס שבאוניברסיטת אוקספורד. בהיותו באנגליה, הוא לקח שיעורי טיסה וב-1932 קיבל רישיון טייס. הוא למד היסטוריה, מדע המדינה וכלכלה באוקספורד וקיבל תואר ראשון.