Comparison of Drop Surface Area Measurements Obtained Using Extinction and Diffraction = Comparison of Drop Surface Area Measurements Obtained Using Extinction and Diffraction
저자
( Jong Mook Lim ) ; ( Yudaya Sivathanu ) ; ( Paul E. Sojka )
발행기관
한국액체미립화학회(Institute for Liquid Atomization and Spray System Korea)
학술지명
권호사항
발행연도
2005
작성언어
Korean
주제어
KDC
431.05
자료형태
학술저널
수록면
101-105(5쪽)
제공처
Comparison of spray characteristics using different techniques is important to establish the validity of the techniques, as well as to provide for accurate estimates of uncertainties. This paper compares line-of-sight drop surface areas obtained from a spray using two different optical methods, namely statistical extinction tomography and Fraunhofer diffraction. Statistical extinction tomography obtains path integrated extinction measurements at multiple view angles and at multiple slices at each view angle. The path integrated extinction measurements are deconvoluted using a Maximum Likelihood Estimation method to provide the local extinction coefficients. For non-absorbing liquids with drop sizes greater than 1 micron, the local extinction coefficients are identical to the drop surface area per unit volume. Fraunhofer diffraction measures the light scattered at multiple angles from the laser line through the spray. An inverse algorithm is then used to provide the drop sizes and extinction values from the Mie-Scattering theory, assuming negligible absorption of the incident laser light. A water spray from a commercial nozzle was used to compare the measurements using the two different techniques. Measurements using both techniques were obtained at two axial locations (30 and 60 mm from the injector exit). To minimize errors in the diffraction measurements due to multiple scattering effects, the flow rate was chosen to be very low. Diffraction measurements were obtained at several parallel paths through the spray, by moving the injector radially at a fixed axial location. The statistical extinction tomography measurements were obtained over the entire plane simultaneously. The extinction measured by the Fraunhofer diffraction system tends to be higher than those measured by the extinction tomography system at all radial locations. Surface area per unit volume measurements showed reasonable agreement at the upstream location (X=30 mm), i.e. to within about 25%. However, the measurements showed considerable differences at the downstream location (X=60 mm).
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