Dieselin ruiskutussuutin M003p153 suuttimelle 5ws40200, 5ws40044, 5ws40156-4z, A2c59514909 A2c59511602, A2c59511601 Citroen FIAT Peugeot

NOPEA VIRTAUSSIMULOINTI POLTTOAINEENRUUTUSSUUTTIMISSA (osa 1)

Polttoaineen sumutus on välttämätöntä palamisen hallinnassa suoraruiskutusmoottorin sisällä. Palamisen hallinta auttaa vähentämään päästöjä ja lisäämään tehokkuutta. Kavitaatio on yksi niistä tekijöistä, jotka vaikuttavat merkittävästi ruiskutuksen luonteeseen palotilassa. Tyypilliset polttoaineen ruiskutussuuttimet ovat pieniä ja toimivat erittäin korkealla paineella, mikä rajoittaa suuttimen sisäisen käyttäytymisen tutkimista. Aika- ja pituusasteikot rajoittavat entisestään polttoaineen ruiskutussuuttimen kokeellista tutkimusta. Kavitaation simulointi polttoainesuuttimessa auttaa ymmärtämään ilmiötä ja auttaa sen kehittämisessä.

Kavitoituvien injektorisuuttimien simulaation rakentaminen alkaa perusoletuksista, mitkä ilmiöt otetaan mukaan ja mitkä jätetään huomiotta. Tähän mennessä ei ole päästy yksimielisyyteen siitä, onko hyväksyttävää olettaa, että pienet, nopeat kavitaatiosuuttimet ovat lämpö- tai inertiatasapainossa.

Tämä mielipiteiden moninaisuus johtaa erilaisiin mallinnusmenetelmiin. Jos oletetaan, että suutin on lämpötasapainossa, ei ole oletettavasti mitään merkittävää viivettä Vi kuplien kasvussa tai romahtamisessa lämmönsiirron vuoksi. Lämmönsiirto on äärettömän nopeaa ja inertiavaikutukset rajoittavat vaiheen muutosta.

Inertiatasapainon oletus tarkoittaa, että molemmilla vaiheilla on mitätön liukunopeus. Vaihtoehtoisesti osaverkon asteikkotasolla voidaan myös harkita pienten kuplien mahdollisuutta, joiden koko reagoi paineen muutoksiin. Schmidt et ai. [1,2] kehitti kaksiulotteisen transientin homogeenisen tasapainon mallin, joka oli tarkoitettu simuloimaan pientä, nopeaa suutinvirtausta. HEM käyttää termisen tasapainon oletusta simuloidakseen kavitaatiota. Se olettaa kaksivaiheisen virtauksen suuttimen sisällä homogeenisessa höyryn ja nesteen seoksessa.

Tämä työ esittelee nopean suuttimen simulaation käyttämällä HEM:ää kavitaatioon moniulotteisessa ja yhdensuuntaisessa kehyksessä. Mallia laajennetaan simuloimaan puhtaan vaiheen epälineaarisia vaikutuksia virtauksessa ja numeerista lähestymistapaa muutetaan vakaan tuloksen saavuttamiseksi moniulotteisessa kehyksessä.