2488244 Inyector de combustible diésel para motores Scania DC09/DC13/DC16

Cavitación dinámica dentro de un inyector diésel de alto rendimiento: una investigación experimental y CFD (parte 4)

En resumen: 

Las imágenes de cavitación a alta velocidad dentro de un orificio de control revelaron un efecto hidráulico pulsante no observado en estudios anteriores.Se creó una gran cavitación vacía a lo largo de la pared del orificio y una vez que se alcanzó la sección cónica, se produjo el relleno aguas arriba a lo largo del orificio.Cuando el relleno llegó a la entrada del orificio, hubo una transición de la estructura del flujo, se reformó una gran cavitación por vacío y se repitió el proceso.

El modelado avanzado de turbulencia en las simulaciones CFD produjo resultados que son enormemente más precisos que los modelos estándar en comparación con los resultados experimentales.

El CFD hizo coincidir la cavitación del gran vacío pulsante a lo largo del orificio y el evento de relleno.

La frecuencia de este comportamiento en los resultados de CFD también coincidió con la del experimento.

El CFD reveló que el caudal también era pulsante, lo que está relacionado con el comportamiento de cavitación descrito anteriormente.El hecho de que el Cd promedio en el CFD coincidiera con el medido en el experimento dio confianza en que la pulsación del caudal del CFD era precisa.

El uso de LSM permitió el desarrollo de modelos LES CFD en un plazo manejable.Esto ahorró un tiempo considerable en el desarrollo de modelos para componentes de tamaño real.

En el caso del inyector real, la frecuencia de la cavitación pulsante era demasiado alta para influir en el rendimiento del motor.El conocimiento del fenómeno que proporciona este trabajo permitirá evitar efectos potencialmente adversos en futuros niveles de diseño.

Referencias
[1]C.Soteriou, M. Smith y R. Andrews, "Vuelta hidráulica por cavitación y atomización en aerosoles diésel de inyección directa", en IMechE C465/051/93, 1993.
[2]C.Soteriou, M. Smith y R. Andrews, "Inyección diésel: iluminación con lámina de luz láser del desarrollo de cavitación en orificios", en IMechE C529/018/98, 1998.
[3]B.Befrui, P. Spiekermann, MA Shost y M.-C.Lai, "Estudios VoF-LES de la ruptura primaria de la pluma de boquilla de orificios múltiples GDi y comparación con datos de imágenes", en la Conferencia de ILASS Europa sobre sistemas de pulverización y atomización de líquidos, Chania, Grecia, 2013.
[4]RE Bensow, "Simulación de la cavitación inestable en la lámina Delft Twist11 usando RANS, DES y LES", en el Segundo Simposio Internacional sobre Propulsores Marinos, Hamburgo, Alemania, 2011.
[5]C.Egerer, S. Hickel, S. Schmidt y N. Adams, "Análisis de flujo de cavitación turbulenta en un microcanal", en Conferencia SHF sobre máquinas hidráulicas y cavitación/aire en tuberías de agua, Grenoble, Francia, 2013.
[6]ML Shur, PR Spalart, MK Strelets y AK Travin, "Un enfoque híbrido RANS-LES con capacidades de DES retardado y LES modelado en pared", en International Journal of Heat and Fluid Flow, 2008.
[7] C. Arcoumanis, JM Nouri y RJ Andrews, "Aplicación del índice de refracción coincidente con un flujo interno de boquilla diésel", en el 6º Simposio internacional sobre aplicaciones de técnicas láser a la mecánica de fluidos, 1992. [8] D. Bush, CCESoteriou , M. Winterbourn y C Daveau, "Investigación de componentes de control hidráulico en inyectores de alto rendimiento" en Sistemas de combustible para motores IC, IMechE 2015.