2488244 Diesel erregai-injektorea Scania DC09/DC13/DC16 motorretarako

Kavitazio dinamikoa errendimendu handiko diesel injektore baten barruan - ikerketa esperimental eta CFD bat (4. zatia)

Laburbilduz: 

Abiadura handiko kabitazioaren irudiak kontrol-orifizio baten barruan, aurreko ikerketetan ikusi ez den efektu hidrauliko pultsatu bat agerian utzi zuen. Hutsuneko kabitazio handia sortu zen orifizioaren horman eta behin sekzio konikoa lortuta, zulotik gorako betegarria gertatu zen. Betegarria orifizioaren sarrerara iritsi zenean, fluxu-egituraren trantsizioa gertatu zen, hutsune handien kabitationa berritu zen eta prozesua errepikatu zen.

CFD simulazioetan turbulentzien modelizazio aurreratuak eredu estandarrak baino askoz zehatzagoak diren emaitzak eman zituen emaitza esperimentalekin alderatuta. 

CFD-ak zuloaren eta atzealdearen betetze-gertaerarekin bat egin zuen hutsunearen kabitazio handiarekin. 

CFD emaitzetan portaera horren maiztasuna ere bat dator esperimentuarenarekin. 

CFD-k agerian utzi zuen emari-tasa ere pultsatzen ari zela, goian deskribatutako kavitazio portaerarekin lotuta. CFD-ko batez besteko Cd-a esperimentuan neurtutakoarekin bat etortzeak CFD-ren fluxu-tasa-pultsioa zehatza zela ziurtatzen zuen. 

LSMak erabiltzeak LES CFD ereduak garatzea ahalbidetu zuen epe kudeagarri batean. Horrek denbora asko aurreztu zuen tamaina errealeko osagaien ereduak garatzen. 

Benetako injektorearen kasuan, kavitazio pultsuaren maiztasuna altuegia zen motorraren errendimenduan eragiteko. Lan honek ematen duen fenomenoaz jabetzeak etorkizuneko diseinu-mailetan izan daitezkeen ondorio kaltegarriak saihestea ahalbidetuko du.

Erreferentziak
[1]C. Soteriou, M. Smith eta R. Andrews, "Cavitation hydraulic flip and atomization in direct injection diesel sprays", in IMechE C465/051/93, 1993.
[2]C. Soteriou, M. Smith eta R. Andrews, "Diesel injección - laser light sheet illumination of the development of cavitation in orifices", IMechE C529/018/98, 1998.
[3]B. Befrui, P. Spiekermann, MA Shost eta M.-C. Lai, "VoF-LES Studies of GDi Multi-Hole Nozzle Plume Primary Breakup and Comparison with Imaging Data", ILASS Europe Conference on Liquid Atomization and Spray Systems, Chania, Grezia, 2013.
[4]RE Bensow, "Simulation of the unsteady cavitation on the Delft Twist11 foil using RANS, DES eta LES", Second International Symposium on Marine Propulsors, Hanburgo, Alemania, 2011.
[5]C. Egerer, S. Hickel, S. Schmidt eta N. Adams, "Analysis of turbulent cavitating flow in a micro channel", SHF Conference on Hydraulic Machines and Cavitation / Air in Water Pipes, Grenoble, Frantzia, 2013.
[6]ML Shur, PR Spalart, MK Strelets eta AK Travin, "A hybrid RANS-LES approach with delayed-DES and wall-modeled LES capabilities", International Journal of Heat and Fluid Flow, 2008.
[7] C. Arcoumanis, JM Nouri eta RJ Andrews, "Application of Refractive Index Matching to a Diesel Nozzle Internal Flow", 6th International Symposium on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics, 1992. [8] D. Bush, CCESoteriou , M. Winterbourn eta C Daveau, "Investigating hydraulic control components in high performance injectors" in IC Motorentzako Erregai Sistemak, IMechE 2015.