2488244 Инжектор за дизелово гориво за двигатели Scania DC09/DC13/DC16

Динамична кавитация във високоефективен дизелов инжектор – експериментално и CFD изследване （част 4）

Накратко: 

Високоскоростното изобразяване на кавитация в контролен отвор разкрива пулсиращ хидравличен ефект, който не е наблюдаван в предишни проучвания. По протежение на стената на отвора се създава голяма празна кухина и след като се достигне коничната секция, се получава обратно запълване нагоре по течението на отвора. Когато запълването достигна входа на отвора, имаше преход на структурата на потока, голяма кухина се реформира и процесът се повтори

Усъвършенстваното моделиране на турбулентност в CFD симулациите даде резултати, които са изключително по-точни от стандартните модели в сравнение с експерименталните резултати. 

CFD съответства на пулсиращата голяма празна кавитация по дължината на отвора и събитието за запълване. 

Честотата на това поведение върху резултатите от CFD също съответства на тази от експеримента. 

CFD разкрива, че скоростта на потока също е пулсираща, свързана с поведението на кавитация, описано по-горе. Фактът, че средният Cd в CFD съвпада с този, измерен в експеримента, дава увереност, че пулсацията на скоростта на потока на CFD е точна. 

Използването на LSM позволи разработването на LES CFD модели в управляем период от време. Това спести значително време при разработването на модели за компоненти в реален размер. 

В случая на истинския инжектор честотата на пулсиращата кавитация е твърде висока, за да повлияе на работата на двигателя. Осъзнаването на явлението, осигурено от тази работа, ще позволи да се избегнат всякакви потенциално неблагоприятни ефекти в бъдещи нива на проектиране.

Референции
[1]В. Сотериу, М. Смит и Р. Андрюс, "Кавитационно хидравлично обръщане и пулверизиране при дизелови спрейове с директно впръскване", в IMechE C465/051/93, 1993 г.
[2]В. Сотериу, М. Смит и Р. Андрюс, „Дизелово впръскване – осветяване с лазерен светлинен лист на развитието на кавитация в отворите“, в IMechE C529/018/98, 1998 г.
[3]Б. Befrui, P. Spiekermann, MA Shost и M.-C. Lai, „VoF-LES Studies of GDi Multi-Hole Nozzle Plume Primary Breakup and Comparison with Imaging Data,“ в ILASS Europe Conference on Liquid Atomization and Spray Systems, Ханя, Гърция, 2013 г.
[4] RE Bensow, „Симулация на нестационарната кавитация върху фолиото Delft Twist11 с помощта на RANS, DES и LES“, във Втори международен симпозиум за морски двигатели, Хамбург, Германия, 2011 г.
[5]C. Egerer, S. Hickel, S. Schmidt и N. Adams, „Анализ на турбулентен кавитиращ поток в микроканал,“ в SHF Conference on Hydraulic Machines and Cavitation / Air in Water Pipes, Grenoble, France, 2013.
[6] ML Shur, PR Spalart, MK Strelets и AK Travin, „Хибриден RANS-LES подход с възможности за забавено-DES и стенен моделиран LES“, в International Journal of Heat and Fluid Flow, 2008.
[7] C. Arcoumanis, JM Nouri и RJ Andrews, „Прилагане на съответствие на индекса на пречупване към вътрешен поток на дизелова дюза,“ в 6-ти международен симпозиум за приложения на лазерни техники в механиката на флуидите, 1992 г. [8] D. Bush, CCESoteriou , M. Winterbourn и C Daveau, „Разследване хидравлични контролни компоненти в инжектори с висока производителност" в горивни системи за двигатели с вътрешно управление, IMechE 2015.