2488244 Інжектор дизельного палива для двигунів Scania DC09/DC13/DC16

Динамічна кавітація всередині високопродуктивного дизельного інжектора – експериментальне та CFD дослідження （частина 4）

Підсумовуючи: 

Високошвидкісне зображення кавітації всередині контрольного отвору виявило пульсуючий гідравлічний ефект, якого не спостерігали в попередніх дослідженнях. Уздовж стінки отвору утворилася велика порожнеча, і коли було досягнуто конічного перетину, засипання відбулося вище за течією вздовж отвору. Коли засипка досягла входу в отвір, відбувся перехід структури потоку, велика порожнеча реформувалася, і процес повторився

Розширене моделювання турбулентності в CFD моделюванні дало результати, які є набагато точнішими, ніж стандартні моделі, порівняно з експериментальними результатами. 

CFD узгодив пульсуючу кавітацію великої порожнечі вздовж отвору та подію зворотного заповнення. 

Частота такої поведінки в результатах CFD також узгоджується з такою в експерименті. 

CFD виявив, що швидкість потоку також була пульсуючою, пов’язаною з описаною вище кавітацією. Той факт, що середнє Cd у CFD узгоджувався з виміряним в експерименті, дав впевненість, що пульсація швидкості потоку CFD була точною. 

Використання LSM дозволило розробити моделі CFD LES у керовані часові рамки. Це заощадило значний час на розробці моделей для компонентів реального розміру. 

У випадку справжнього інжектора частота пульсуючої кавітації була занадто високою, щоб вплинути на продуктивність двигуна. Усвідомлення явища, що забезпечується цією роботою, дозволить уникнути будь-яких потенційно несприятливих ефектів на майбутніх рівнях проектування.

Список літератури
[1]C. Сотеріу, М. Сміт і Р. Ендрюс, «Кавітаційне гідравлічне обертання та розпилення в дизельних спреях із прямим упорскуванням», в IMechE C465/051/93, 1993.
[2]C. Сотеріу, М. Сміт і Р. Ендрюс, «Дизельне впорскування – лазерне світлове освітлення листом розвитку кавітації в отворах», в IMechE C529/018/98, 1998.
[3]Б. Befrui, P. Spiekermann, MA Shost і M.-C. Lai, "VoF-LES Studies of GDi Multi-Hole Nozzle Plume Primary Breakup and Comparison with Imaging Data", на Європейській конференції ILASS з систем розпилення рідини та розпилення, Ханья, Греція, 2013.
[4] Р. Е. Бенсоу, «Моделювання нестаціонарної кавітації на фользі Delft Twist11 за допомогою RANS, DES і LES», на Другому міжнародному симпозіумі з морських двигунів, Гамбург, Німеччина, 2011 р.
[5]C. Егерер, С. Хікель, С. Шмідт і Н. Адамс, «Аналіз турбулентного кавітаційного потоку в мікроканалі», на конференції SHF з гідравлічних машин і кавітації / повітря у водопровідних трубах, Гренобль, Франція, 2013 р.
[6] М. Л. Шур, П. Р. Спаларт, М. К. Стрілець і А. К. Травін, «Гібридний підхід RANS-LES із можливостями LES із затримкою DES і настінним моделюванням LES», у International Journal of Heat and Fluid Flow, 2008.
[7] C. Arcoumanis, JM Nouri та RJ Andrews, "Application of Refraction Index Matching to a Diesel Nozzle Internal Flow", in 6th International Symposium on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics, 1992. [8] D. Bush, CCESoteriou , M. Winterbourn і C Daveau, «Investigating компоненти гідравлічного керування у високопродуктивних форсунках» у Паливні системи для двигунів внутрішнього сполучення, IMechE 2015.