2488244 dízel üzemanyag befecskendező szelep Scania DC09/DC13/DC16 motorokhoz

Dinamikus kavitáció egy nagy teljesítményű dízel befecskendezőben – kísérleti és CFD vizsgálat (4. rész)

Összefoglalva: 

A vezérlőnyíláson belüli kavitáció nagy sebességű leképezése pulzáló hidraulikus hatást mutatott ki, amely korábbi vizsgálatokban nem volt látható. Nagy üregkavitáció jött létre a nyílás fala mentén, és amint elértük a kúpos szakaszt, a nyílás mentén visszatöltés történt. Amikor a visszatöltés elérte a nyílás bejáratát, áramlási szerkezeti átmenet, nagy üreges kavitáció átalakult, és a folyamat megismétlődött.

A CFD-szimulációk fejlett turbulencia-modellezése a kísérleti eredményekhez képest sokkal pontosabb eredményeket hozott, mint a standard modellek. 

A CFD megfelelt a pulzáló nagy üregkavitációnak a nyílás mentén és a visszatöltő eseménynek. 

Ennek a viselkedésnek a gyakorisága a CFD eredményeken szintén megegyezett a kísérletével. 

A CFD kimutatta, hogy az áramlási sebesség is pulzáló volt, ami a fent leírt kavitációs viselkedéshez kapcsolódik. Az a tény, hogy a CFD-ben az átlagos Cd megegyezett a kísérletben mért értékkel, bizonyosságot adott a CFD áramlási sebesség pulzációjának pontosságáról. 

Az LSM-ek használata lehetővé tette a LES CFD modellek kifejlesztését egy kezelhető időkereten belül. Ezzel jelentős időt takarítottak meg a valós méretű alkatrészek modelljeinek fejlesztése során. 

A valódi befecskendező esetében a pulzáló kavitáció frekvenciája túl magas volt ahhoz, hogy befolyásolja a motor teljesítményét. A jelenség e munka által biztosított tudatossága lehetővé teszi a potenciálisan káros hatások elkerülését a jövőbeni tervezési szinteken.

Hivatkozások
[1]C. Soteriou, M. Smith és R. Andrews, "Kavitációs hidraulikus flip és porlasztás közvetlen befecskendezéses dízel spray-kben", IMechE C465/051/93, 1993.
[2]C. Soteriou, M. Smith és R. Andrews, "Diesel injekció - lézerfény-lemez megvilágítás a kavitáció kialakulásáról a szájnyílásokban", IMechE C529/018/98, 1998.
[3]B. Befrui, P. Spiekermann, MA Shost és M.-C. Lai, „VoF-LES Studies of GDi Multi-Hole Nozzle Plume Primary Breakup and Comparison with Imaging Data”, az ILASS Europe Folyadékporlasztási és Permetezőrendszerek Konferenciájában, Chania, Görögország, 2013.
[4]RE Bensow, "Az instabil kavitáció szimulációja a Delft Twist11 fólián RANS, DES és LES segítségével", a tengeri hajtóművekről szóló második nemzetközi szimpóziumban, Hamburg, Németország, 2011.
[5]C. Egerer, S. Hickel, S. Schmidt és N. Adams, "Analysis of turbulens kavitating flow in a micro channel", SHF Conference on Hydraulic Machines and Cavitation / Air in Water Pipes, Grenoble, France, 2013.
[6]ML Shur, PR Spalart, MK Strelets és AK Travin, „A hibrid RANS-LES megközelítés késleltetett DES- és falmodellezett LES-képességekkel”, International Journal of Heat and Fluid Flow, 2008.
[7] C. Arcoumanis, JM Nouri és RJ Andrews, "Application of Refractive Index Matching to a Diesel Nozzle Internal Flow", 6. Nemzetközi Szimpózium a lézertechnikák alkalmazásáról a folyadékmechanikában, 1992. [8] D. Bush, CCESoteriou , M. Winterbourn és C Daveau, „A nagy teljesítményű hidraulikus vezérlőelemek vizsgálata befecskendezők" a Fuel Systems for IC Engines, IMechE 2015-ben.