2488244 Dieselový vstřikovač paliva pro motory Scania DC09/DC13/DC16

Dynamická kavitace uvnitř vysoce výkonného dieselového vstřikovače – experimentální a CFD vyšetřování （část 4）

Souhrnně: 

Vysokorychlostní zobrazování kavitace v kontrolním otvoru odhalilo pulzující hydraulický efekt, který nebyl pozorován v předchozích studiích. Podél stěny otvoru se vytvořila velká dutinová kavitace a jakmile bylo dosaženo kuželové části, došlo k zasypání proti proudu podél otvoru. Když zásyp dosáhl vstupu do otvoru, došlo k přechodu struktury proudění, reformovala se velká dutinová kavitace a proces se opakoval

Pokročilé modelování turbulence v CFD simulacích přineslo výsledky, které jsou mnohem přesnější než standardní modely ve srovnání s experimentálními výsledky. 

CFD odpovídalo pulzující velké dutinové kavitaci podél otvoru a události zpětného plnění. 

Frekvence tohoto chování na výsledcích CFD také souhlasila s četností experimentu. 

CFD odhalilo, že průtok také pulzoval, což souvisí s kavitačním chováním popsaným výše. Skutečnost, že průměrné Cd v CFD souhlasilo s tím, které bylo naměřeno v experimentu, poskytlo jistotu, že pulsace průtoku CFD byla přesná. 

Použití LSM umožnilo vývoj modelů LES CFD ve zvládnutelném časovém rámci. To ušetřilo značný čas při vývoji modelů pro komponenty skutečné velikosti. 

V případě skutečného vstřikovače byla frekvence pulzující kavitace příliš vysoká na to, aby ovlivnila výkon motoru. Povědomí o jevu, které tato práce poskytuje, umožní vyhnout se jakýmkoli potenciálně nepříznivým účinkům v budoucích úrovních návrhu.

Reference
[1]C. Soteriou, M. Smith a R. Andrews, "Kavitační hydraulické překlopení a atomizace v přímých vstřikovacích dieselových sprejích", v IMechE C465/051/93, 1993.
[2]C. Soteriou, M. Smith a R. Andrews, "Diesel injection - laser light sheet illumination of development of kavitation in clony," v IMechE C529/018/98, 1998.
[3]B. Befrui, P. Spiekermann, MA Shost a M.-C. Lai, „VoF-LES Studies of GDi Multi-Hole Nozzle Oblection Primary Breakup and Comparison with Imaging Data“, na konferenci ILASS Europe on Liquid Atomization and Spray Systems, Chania, Řecko, 2013.
[4]RE Bensow, „Simulace nestabilní kavitace na fólii Delft Twist11 pomocí RANS, DES a LES“, na druhém mezinárodním sympoziu o námořních pohonech, Hamburg, Německo, 2011.
[5]C. Egerer, S. Hickel, S. Schmidt a N. Adams, „Analýza turbulentního kavitačního proudění v mikrokanálu“, na konferenci SHF o hydraulických strojích a kavitaci / vzduch ve vodních potrubích, Grenoble, Francie, 2013.
[6]ML Shur, PR Spalart, MK Strelets a AK Travin, „Hybridní přístup RANS-LES s funkcemi zpožděného DES a stěnově modelovaného LES“, v International Journal of Heat and Fluid Flow, 2008.
[7] C. Arcoumanis, JM Nouri a RJ Andrews, "Application of Refractive Index Matching to a Diesel Nozzle Internal Flow", na 6. mezinárodním sympoziu o aplikacích laserových technik v mechanice tekutin, 1992. [8] D. Bush, CCESoteriou , M. Winterbourn a C Daveau, „Zkoumání komponentů hydraulického ovládání ve vysoce výkonných vstřikovačích“ v oboru Palivo Systémy pro IC motory, IMechE 2015.