2488244 หัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงดีเซลสำหรับเครื่องยนต์ Scania DC09/DC13/DC16

การเกิดโพรงอากาศแบบไดนามิกภายในหัวฉีดดีเซลสมรรถนะสูง – การทดลองและการตรวจสอบ CFD (ตอนที่ 4)

โดยสรุป: 

การถ่ายภาพคาวิเทชั่นด้วยความเร็วสูงภายในช่องควบคุมเผยให้เห็นเอฟเฟกต์ไฮดรอลิกแบบเป็นจังหวะซึ่งไม่เคยเห็นในการศึกษาก่อนหน้านี้ โพรงอากาศขนาดใหญ่ถูกสร้างขึ้นตามแนวผนังปาก และเมื่อถึงส่วนรูปกรวยแล้ว การเติมกลับจะเกิดขึ้นที่ต้นน้ำตามแนวปาก เมื่อการเติมกลับถึงทางเข้าปาก มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างการไหล โพรงอากาศขนาดใหญ่ได้รับการปฏิรูป และกระบวนการซ้ำแล้วซ้ำอีก

การสร้างแบบจำลองความปั่นป่วนขั้นสูงในการจำลอง CFD ให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำมากกว่าแบบจำลองมาตรฐานอย่างมากเมื่อเปรียบเทียบกับผลการทดลอง

CFD จับคู่โพรงอากาศขนาดใหญ่ที่เต้นเป็นจังหวะไปตามออริฟิซและเหตุการณ์การเติมกลับ

ความถี่ของพฤติกรรมนี้ในผลลัพธ์ CFD ก็สอดคล้องกับความถี่ของการทดสอบเช่นกัน

CFD เปิดเผยว่าอัตราการไหลยังเต้นเป็นจังหวะเช่นกัน ซึ่งเชื่อมโยงกับพฤติกรรมคาวิเทเทชันที่อธิบายไว้ข้างต้น ความจริงที่ว่าค่าเฉลี่ย Cd ใน CFD สอดคล้องกับค่าที่วัดได้ในการทดลอง ทำให้มั่นใจได้ว่าอัตราการไหลของ CFD มีความแม่นยำ

การใช้ LSM ช่วยให้สามารถพัฒนาโมเดล LES CFD ได้ในกรอบเวลาที่สามารถจัดการได้ ซึ่งช่วยประหยัดเวลาได้มากในการพัฒนาแบบจำลองสำหรับส่วนประกอบขนาดจริง

ในกรณีของหัวฉีดจริง ความถี่ของโพรงอากาศเป็นจังหวะสูงเกินไปที่จะส่งผลต่อประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ การตระหนักรู้ถึงปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นจากงานนี้จะช่วยให้สามารถหลีกเลี่ยงผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นในระดับการออกแบบในอนาคตได้

อ้างอิง
[1]ค. Soteriou, M. Smith และ R. Andrews, "การพลิกกลับของไฮดรอลิกแบบ Cavitation และการทำให้เป็นละอองในสเปรย์ดีเซลแบบฉีดตรง" ใน IMEchE C465/051/93, 1993
[2]ค. Soteriou, M. Smith และ R. Andrews, "การฉีดเชื้อเพลิงดีเซล - แผ่นแสงเลเซอร์เพื่อการพัฒนาของการเกิดโพรงอากาศในช่องปาก" ใน IMEchE C529/018/98, 1998
[3]บี. Befrui, P. Spiekermann, MA Shost และ M.-C. Lai, "การศึกษา VoF-LES ของการแยกย่อยเบื้องต้นของหัวฉีด GDi Multi-Hole Plume และการเปรียบเทียบกับข้อมูลการถ่ายภาพ" ในการประชุม ILASS Europe เรื่องระบบการทำให้เป็นละอองของเหลวและระบบสเปรย์, ชาเนีย, กรีซ, 2013
(4) RE Bensow "การจำลองโพรงอากาศที่ไม่คงที่บนฟอยล์ Delft Twist11 โดยใช้ RANS, DES และ LES" ในการประชุมวิชาการระดับนานาชาติครั้งที่สองเรื่องเครื่องขับเคลื่อนทางทะเล เมืองฮัมบวร์ก ประเทศเยอรมนี ปี 2554
[5]ค. Egerer, S. Hickel, S. Schmidt และ N. Adams, "การวิเคราะห์การไหลแบบคาวิเทตแบบปั่นป่วนในช่องไมโคร" ในการประชุม SHF เรื่องเครื่องจักรไฮดรอลิกและคาวิเทชั่น / อากาศในท่อน้ำ, เกรอน็อบล์, ฝรั่งเศส, 2013
(6) ML Shur, PR Spalart, MK Strelets และ AK Travin, "แนวทาง RANS-LES แบบไฮบริดพร้อมความสามารถ LES แบบล่าช้า-DES และแบบจำลองผนัง" ในวารสารนานาชาติด้านความร้อนและการไหลของของไหล, 2008
[7] C. Arcoumanis, JM Nouri และ RJ Andrews, "การประยุกต์ใช้ดัชนีการหักเหของแสงที่จับคู่กับการไหลภายในของหัวฉีดดีเซล" ในการประชุมวิชาการระดับนานาชาติครั้งที่ 6 ว่าด้วยการประยุกต์ใช้เทคนิคเลเซอร์กับกลศาสตร์ของไหล, 1992 (8) D. Bush, CCESoterior , M. Winterbourn และ C Daveau, "การตรวจสอบส่วนประกอบควบคุมไฮดรอลิกในหัวฉีดประสิทธิภาพสูง" ในระบบเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์ IC, IMEchE 2558.