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 конусната секция, се получава 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.

Препратки
[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, Chania, 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, „Изследване на компоненти за хидравлично управление във високопроизводителни инжектори“ в Горивни системи за двигатели с вътрешно управление, IMechE 2015.