2488244 Dieselbrændstofinjektor til Scania DC09/DC13/DC16 motorer

Dynamisk kavitation inde i en højtydende dieselinjektor – en eksperimentel og CFD-undersøgelse (del 4)

Sammenfattende: 

Højhastighedsbilleddannelse af kavitation i en kontrolåbning afslørede en pulserende hydraulisk effekt, som ikke er set i tidligere undersøgelser. Stor hulrumskavitation blev skabt langs åbningsvæggen, og når først den koniske sektion var nået, skete tilbagefyldning opstrøms langs åbningen. Da tilbagefyldningen nåede indgangen til åbningen, var der en flowstrukturovergang, stor hulrumskavitation blev omdannet, og processen blev gentaget

Avanceret turbulensmodellering i CFD-simuleringerne gav resultater, der er meget mere nøjagtige end standardmodeller sammenlignet med eksperimentelle resultater. 

CFD'en matchede den pulserende store hulrumskavitation langs åbningen og tilbagefyldningshændelsen. 

Hyppigheden af ​​denne adfærd på CFD-resultaterne stemte også overens med eksperimentets. 

CFD'en afslørede, at strømningshastigheden også var pulserende, forbundet med kavitationsadfærden beskrevet ovenfor. Den kendsgerning, at den gennemsnitlige Cd i CFD'en stemte overens med den, der blev målt i eksperimentet, gav sikkerhed for, at CFD's flowhastighedspulsering var nøjagtig. 

Brug af LSM'er muliggjorde udviklingen af ​​LES CFD-modellerne i en overskuelig tidsramme. Dette sparede betydelig tid ved udvikling af modellerne til komponenter i reel størrelse. 

I tilfældet med den rigtige injektor var frekvensen af ​​den pulserende kavitation for høj til at påvirke motorens ydeevne. Bevidstheden om fænomenet, som dette arbejde giver, vil gøre det muligt at undgå potentielle negative virkninger i fremtidige designniveauer.

Referencer
[1]C. Soteriou, M. Smith og R. Andrews, "Cavitation hydraulic flip and atomization in direct injection diesel sprays," i IMechE C465/051/93, 1993.
[2]C. Soteriou, M. Smith og R. Andrews, "Dieselinjection - laser light sheet illumination of the development of cavitation in orifices," i IMechE C529/018/98, 1998.
[3]B. Befrui, P. Spiekermann, MA Shost og M.-C. Lai, "VoF-LES Studies of GDi Multi-Hole Nozzle Plume Primary Breakup and Comparison with Imaging Data," i ILASS Europe Conference on Liquid Atomization and Spray Systems, Chania, Grækenland, 2013.
[4]RE Bensow, "Simulering af den ustabile kavitation på Delft Twist11-folien ved hjælp af RANS, DES og LES," i Second International Symposium on Marine Propulsors, Hamborg, Tyskland, 2011.
[5]C. Egerer, S. Hickel, S. Schmidt og N. Adams, "Analysis of turbulent cavitating flow in a micro channel," i SHF Conference on Hydraulic Machines and Cavitation / Air in Water Pipes, Grenoble, Frankrig, 2013.
[6]ML Shur, PR Spalart, MK Strelets og AK Travin, "En hybrid RANS-LES-tilgang med delayed-DES og wall-modeled LES-kapaciteter," i International Journal of Heat and Fluid Flow, 2008.
[7] C. Arcoumanis, JM Nouri og RJ Andrews, "Application of Refractive Index Matching to a Diesel Nozzle Internal Flow," i 6. internationale symposium om anvendelser af laserteknikker til fluidmekanik, 1992. [8] D. Bush, CCESoteriou , M. Winterbourn og C Daveau, "Undersøgelse af hydrauliske kontrolkomponenter i højtydende injektorer" i Brændstofsystemer til IC-motorer, IMechE 2015.