2488244 Injector de combustible dièsel per a motors Scania DC09/DC13/DC16

Cavitació dinàmica dins d'un injector dièsel d'alt rendiment: una investigació experimental i CFD （part 4）

En resum: 

La imatge d'alta velocitat de la cavitació dins d'un orifici de control va revelar un efecte hidràulic de pols que no s'havia vist en estudis anteriors. Es va crear una gran cavitació buit al llarg de la paret de l'orifici i, un cop assolit la secció cònica, es va produir el rebliment aigües amunt al llarg de l'orifici. Quan el farciment va arribar a l'entrada de l'orifici, hi va haver una transició de l'estructura de flux, una gran cavitació buit reformada i el procés es va repetir

El modelatge avançat de turbulències a les simulacions CFD va produir resultats molt més precisos que els models estàndard en comparació amb els resultats experimentals. 

El CFD va coincidir amb la gran cavitació del buit pulsant al llarg de l'orifici i l'esdeveniment de rebliment. 

La freqüència d'aquest comportament en els resultats del CFD també va coincidir amb la de l'experiment. 

El CFD va revelar que el cabal també pulsava, relacionat amb el comportament de cavitació descrit anteriorment. El fet que el Cd mitjà del CFD estigués d'acord amb el mesurat a l'experiment donava confiança que la pulsació del cabal del CFD era precisa. 

L'ús de LSM va permetre el desenvolupament dels models LES CFD en un període de temps manejable. Això va estalviar un temps considerable en el desenvolupament dels models per a components de mida real. 

En el cas de l'injector real, la freqüència de la cavitació pulsada era massa alta per influir en el rendiment del motor. La consciència del fenomen que aporta aquest treball permetrà evitar qualsevol efecte potencialment advers en els nivells de disseny futurs.

Referències
[1]C. Soteriou, M. Smith i R. Andrews, "Cavitation hydraulic flip and atomization in direct injection diesel sprays", a IMechE C465/051/93, 1993.
[2]C. Soteriou, M. Smith i R. Andrews, "Diesel injection - laser light sheet illumination of the development of cavitation in orificis", a IMechE C529/018/98, 1998.
[3]B. Befrui, P. Spiekermann, MA Shost i M.-C. Lai, "Estudis VoF-LES de la ruptura primària i la comparació amb les dades d'imatge de la boquilla multiforat GDi", a la Conferència ILASS Europa sobre sistemes d'atomització i polvorització de líquids, Chania, Grècia, 2013.
[4]RE Bensow, "Simulation of the unsteady cavitation on the Delft Twist11 foil using RANS, DES i LES", a Second International Symposium on Marine Propulsors, Hamburg, Germany, 2011.
[5]C. Egerer, S. Hickel, S. Schmidt i N. Adams, "Analysis of turbulent cavitating flow in a micro channel", a SHF Conference on Hydraulic Machines and Cavitation / Air in Water Pipes, Grenoble, França, 2013.
[6]ML Shur, PR Spalart, MK Strelets i AK Travin, "A hybrid RANS-LES approach with delayed-DES and wall-modeled LES capabilities", a International Journal of Heat and Fluid Flow, 2008.
[7] C. Arcoumanis, JM Nouri i RJ Andrews, "Application of Refractive Index Matching to a Diesel Nozzle Internal Flow", al 6th International Symposium on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics, 1992. [8] D. Bush, CCESoteriou , M. Winterbourn i C Daveau, "Investigació de components de control hidràulic en injectors d'alt rendiment" a Sistemes de combustible per a motors IC, IMechE 2015.