2488244 Dīzeļdegvielas iesmidzinātājs Scania DC09/DC13/DC16 dzinējiem

Dinamiskā kavitācija augstas veiktspējas dīzeļa inžektorā — eksperimentāls un CFD pētījums (4. daļa)

Rezumējot: 

Liela ātruma kavitācijas attēlveidošana kontroles atverē atklāja pulsējošu hidraulisko efektu, kas nebija redzēts iepriekšējos pētījumos.Gar atveres sienu tika izveidota liela tukšuma kavitācija, un, tiklīdz tika sasniegta koniskā daļa, aizpildīšana notika augšpus gar atveri.Kad aizpildījums sasniedza atveres ieeju, notika plūsmas struktūras pāreja, tika reformēta liela tukšuma kavitācija un process atkārtojās

Uzlabotā turbulences modelēšana CFD simulācijās radīja rezultātus, kas ir ļoti precīzāki nekā standarta modeļi, salīdzinot ar eksperimentālajiem rezultātiem.

CFD atbilst pulsējošajai lielajai tukšuma kavitācijai gar atveri un aizmugures aizpildīšanas notikumu.

Šīs uzvedības biežums CFD rezultātos arī saskanēja ar eksperimenta biežumu.

CFD atklāja, ka plūsmas ātrums bija arī pulsējošs, kas saistīts ar iepriekš aprakstīto kavitācijas uzvedību.Fakts, ka vidējais Cd CFD sakrita ar eksperimentā izmērīto, deva pārliecību, ka CFD plūsmas ātruma pulsācija bija precīza.

LSM izmantošana ļāva izstrādāt LES CFD modeļus pārvaldāmā laika posmā.Tas ietaupīja ievērojamu laiku, izstrādājot modeļus reāla izmēra komponentiem.

Īstā inžektora gadījumā pulsējošās kavitācijas biežums bija pārāk augsts, lai ietekmētu dzinēja darbību.Šī darba sniegtā izpratne par šo parādību ļaus izvairīties no iespējamās nelabvēlīgās ietekmes turpmākajos projektēšanas līmeņos.

Atsauces
[1]C.Soteriou, M. Smith un R. Andrews, "Kavitācijas hidrauliskā flip un izsmidzināšana tiešās iesmidzināšanas dīzeļdegvielas aerosolos" IMechE C465/051/93, 1993.
[2]C.Soteriou, M. Smith un R. Andrews, "Dīzeļa iesmidzināšana - lāzera gaismas lokšņu apgaismojums kavitācijas attīstībai atverēs", IMechE C529/018/98, 1998.
[3]B.Befrui, P. Spiekermann, MA Šosts un M.-C.Lai, "VoF-LES Studies of GDi Multi-Hole Nozzle Plume Primary Breakup and Comparison with Imaging Data" ILASS Eiropas konferencē par šķidruma izsmidzināšanas un izsmidzināšanas sistēmām, Hanja, Grieķija, 2013.
[4]RE Bensovs, "Nestabilās kavitācijas simulācija Delft Twist11 folijā, izmantojot RANS, DES un LES", Otrajā starptautiskajā simpozijā par jūras dzinējiem, Hamburga, Vācija, 2011.
[5]C.Egerers, S. Hikels, S. Šmits un N. Adamss, "Turbulentas kavitācijas plūsmas analīze mikro kanālā" SHF konferencē par hidrauliskajām mašīnām un kavitāciju / gaiss ūdens caurulēs, Grenoble, Francija, 2013. gads.
[6] ML Shur, PR Spalart, MK Strelets un AK Travin, "Hibrīda RANS-LES pieeja ar aizkavētu DES un sienas modelētu LES iespējām", International Journal of Heat and Fluid Flow, 2008.
[7] C. Arcoumanis, JM Nouri un RJ Andrews, "Application of Refraction Index Matching to a Diesel Nozzle Internal Flow", 6. starptautiskajā simpozijā par lāzera metožu pielietošanu šķidruma mehānikā, 1992. [8] D. Bušs, CCESoteriou , M. Winterbourn un C Daveau, "Hidrauliskās vadības komponentu izpēte augstas veiktspējas inžektoros" in Fuel Systems for IC Engines, IMechE 2015.