2488244 dieselpolttoainesuutin Scania DC09/DC13/DC16 moottoreihin

Dynaaminen kavitaatio tehokkaan dieselsuuttimen sisällä – kokeellinen ja CFD-tutkimus (osa 4)

Yhteenvetona: 

Nopea kavitaatiokuvaus ohjausaukossa paljasti sykkivän hydraulisen vaikutuksen, jota ei ole nähty aikaisemmissa tutkimuksissa.Suuri tyhjä kavitaatio syntyi pitkin aukon seinämää ja kun kartiomainen osa saavutettiin, tapahtui täyttö vastavirtaan pitkin aukkoa.Kun täyttö saavutti aukon sisäänkäynnin, tapahtui virtausrakenteen muutos, suuri ontelokavitaatio uudistui ja prosessi toistettiin

Edistynyt turbulenssimallinnus CFD-simulaatioissa tuotti tuloksia, jotka ovat huomattavasti tavallisia malleja tarkempia verrattuna kokeellisiin tuloksiin.

CFD vastasi sykkivää suurta aukon kavitaatiota aukon varrella ja takaisintäyttötapahtumaa.

Tämän käyttäytymisen esiintymistiheys CFD-tuloksissa oli myös yhtäpitävä kokeen kanssa.

CFD paljasti, että virtausnopeus oli myös sykkivä, mikä liittyy yllä kuvattuun kavitaatiokäyttäytymiseen.Se, että CFD:n keskimääräinen Cd oli yhtäpitävä kokeessa mitatun kanssa, antoi varmuuden siitä, että CFD:n virtausnopeuden pulsaatio oli tarkka.

LSM:ien käyttö mahdollisti LES CFD -mallien kehittämisen hallittavassa ajassa.Tämä säästää huomattavasti aikaa reaalikokoisten komponenttien mallien kehittämisessä.

Oikean ruiskutussuuttimen tapauksessa sykkivän kavitation taajuus oli liian korkea vaikuttamaan moottorin suorituskykyyn.Tämän työn tuoma tietoisuus ilmiöstä mahdollistaa mahdollisten haitallisten vaikutusten välttämisen tulevissa suunnittelutasoissa.

Viitteet
[1]C.Soteriou, M. Smith ja R. Andrews, "Kavitaatiohydraulinen kääntö ja sumutus suoraruiskutusdieselsuihkeissa", julkaisussa IMechE C465/051/93, 1993.
[2]C.Soteriou, M. Smith ja R. Andrews, "Dieselinjektio - laservalolevyvalaistus kavitaatioiden kehittymisestä aukoissa", julkaisussa IMechE C529/018/98, 1998.
[3]B.Befrui, P. Spiekermann, MA Shost ja M.-C.Lai, "VoF-LES Studies of GDi Multi-Hole Nozzle Plume Primary Breakup and Comparison with Imaging Data", ILASS Europe Conference on Liquid Atmization and Spray Systems, Hania, Kreikka, 2013.
[4]RE Bensow, "Simulation of the unsteady kavitation on the Delft Twist11 foil using RANS, DES and LES", Second International Symposium on Marine Propulsors, Hampuri, Saksa, 2011.
[5]C.Egerer, S. Hickel, S. Schmidt ja N. Adams, "Analysis of turbulent cavitating flow in a micro channel", SHF Conference on Hydraulic Machines and Cavitation / Air in Water Pipes, Grenoble, Ranska, 2013.
[6]ML Shur, PR Spalart, MK Strelets ja AK Travin, "Hybridi RANS-LES-lähestymistapa viivästetyn DES- ja seinämallinnetun LES-ominaisuuksien kanssa", International Journal of Heat and Fluid Flow, 2008.
[7] C. Arcoumanis, JM Nouri ja RJ Andrews, "Application of Refractive Index Matching to a Diesel Nozzle Internal Flow", kuudennessa kansainvälisessä symposiumissa lasertekniikoiden sovelluksista nestemekaniikkaan, 1992. [8] D. Bush, CCESoteriou , M. Winterbourn ja C Daveau, "Hydraulisten ohjauskomponenttien tutkiminen korkean suorituskyvyn suuttimissa" julkaisussa Fuel Systems for IC Engines, IMechE 2015.