2488244 Dieselbränsleinsprutare för Scania DC09/DC13/DC16-motorer

Dynamisk kavitation inuti en högpresterande dieselinjektor – en experimentell och CFD-undersökning (del 4)

Sammanfattningsvis: 

Höghastighetsavbildning av kavitation i en kontrollöppning avslöjade en pulserande hydraulisk effekt som inte setts i tidigare studier.Stor tomrumskavitation skapades längs öppningsväggen och när den koniska sektionen nåddes inträffade återfyllning uppströms längs öppningen.När återfyllningen nådde ingången till öppningen skedde en flödesstrukturövergång, stor tomrumskavitation reformerades och processen upprepades

Avancerad turbulensmodellering i CFD-simuleringarna gav resultat som är mycket mer exakta än standardmodeller jämfört med experimentella resultat.

CFD:n matchade den pulserande stora tomrumskavitationen längs öppningen och återfyllningshändelsen.

Frekvensen av detta beteende på CFD-resultaten överensstämde också med experimentet.

CFD:n avslöjade att flödeshastigheten också var pulserande, kopplat till kavitationsbeteendet som beskrivs ovan.Det faktum att den genomsnittliga Cd i CFD stämde överens med den som mättes i experimentet gav förtroende för att CFD:ns flödeshastighetspulsering var korrekt.

Att använda LSM:er möjliggjorde utvecklingen av LES CFD-modellerna inom en hanterbar tidsram.Detta sparade avsevärd tid vid utvecklingen av modellerna för komponenter i verklig storlek.

När det gäller den riktiga injektorn var frekvensen av den pulserande kavitationen för hög för att påverka motorns prestanda.Medvetenheten om fenomenet som detta arbete ger kommer att göra det möjligt att undvika eventuella negativa effekter i framtida designnivåer.

Referenser
[1]C.Soteriou, M. Smith och R. Andrews, "Cavitation hydraulic flip and atomization in direct injection diesel sprays," i IMechE C465/051/93, 1993.
[2]C.Soteriou, M. Smith och 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 och 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, Grekland, 2013.
[4]RE Bensow, "Simulering av den ostadiga kavitationen på Delft Twist11-folien med RANS, DES och LES," i Second International Symposium on Marine Propulsors, Hamburg, Tyskland, 2011.
[5]C.Egerer, S. Hickel, S. Schmidt och N. Adams, "Analysis of turbulent cavitating flow in a micro channel," i SHF Conference on Hydraulic Machines and Cavitation / Air in Water Pipes, Grenoble, Frankrike, 2013.
[6]ML Shur, PR Spalart, MK Strelets och AK Travin, "A hybrid RANS-LES approach with delayed-DES and wall-modeled LES capabilities," i International Journal of Heat and Fluid Flow, 2008.
[7] C. Arcoumanis, JM Nouri och RJ Andrews, "Application of Refractive Index Matching to a Diesel Nozzle Internal Flow," i 6:e internationella symposium om tillämpningar av lasertekniker för vätskemekanik, 1992. [8] D. Bush, CCESoteriou , M. Winterbourn och C Daveau, "Undersöka hydrauliska styrkomponenter i högpresterande injektorer" i Fuel Systems for IC Engines, IMechE 2015.