Injetor de combustível diesel 2488244 para motores Scania DC09/DC13/DC16

Cavitação dinâmica dentro de um injetor diesel de alto desempenho – uma investigação experimental e CFD （parte 4）

Em resumo: 

Imagens de cavitação em alta velocidade dentro de um orifício de controle revelaram um efeito hidráulico pulsante não observado em estudos anteriores. Grande cavitação de vazios foi criada ao longo da parede do orifício e uma vez alcançada a seção cônica, o preenchimento ocorreu a montante ao longo do orifício. Quando o aterro atingiu a entrada do orifício, houve uma transição da estrutura de fluxo, grandes cavitações de vazios foram reformadas e o processo foi repetido

A modelagem avançada de turbulência nas simulações CFD produziu resultados extremamente mais precisos do que os modelos padrão quando comparados com resultados experimentais. 

O CFD correspondeu à cavitação pulsante de grandes vazios ao longo do orifício e ao evento de preenchimento. 

A frequência deste comportamento nos resultados do CFD também concordou com a do experimento. 

O CFD revelou que a vazão também estava pulsante, ligada ao comportamento de cavitação descrito acima. O fato de o Cd médio no CFD estar de acordo com o medido no experimento deu confiança de que a pulsação da taxa de fluxo do CFD era precisa. 

O uso de LSMs permitiu o desenvolvimento dos modelos LES CFD em um prazo gerenciável. Isto economizou um tempo considerável no desenvolvimento de modelos para componentes de tamanho real. 

No caso do injetor real, a frequência da cavitação pulsante era muito alta para influenciar o desempenho do motor. A consciência do fenômeno proporcionada por este trabalho permitirá evitar quaisquer efeitos potencialmente adversos em futuros níveis de projeto.

Referências
[1]C. Soteriou, M. Smith e R. Andrews, "Cavitação hidráulica e atomização em sprays de injeção direta de diesel", em IMechE C465/051/93, 1993.
[2]C. Soteriou, M. Smith e R. Andrews, "Injeção de diesel - iluminação de folha de luz laser do desenvolvimento de cavitação em orifícios", em IMechE C529/018/98, 1998.
[3]B. Befrui, P. Spiekermann, MA Shost e M.-C. Lai, "VoF-LES Studies of GDi Multi-Hole Nozzle Plume Primary Breakup and Comparison with Imaging Data", na Conferência ILASS Europe sobre Atomização de Líquidos e Sistemas de Pulverização, Chania, Grécia, 2013.
[4]RE Bensow, "Simulação da cavitação instável na folha Delft Twist11 usando RANS, DES e LES", no Segundo Simpósio Internacional sobre Propulsores Marinhos, Hamburgo, Alemanha, 2011.
[5]C. Egerer, S. Hickel, S. Schmidt e N. Adams, "Analysis of turbulent cavitating flow in a micro channel", na Conferência SHF sobre Máquinas Hidráulicas e Cavitação/Ar em Tubulações de Água, Grenoble, França, 2013.
[6] ML Shur, PR Spalart, MK Strelets e AK Travin, "Uma abordagem híbrida RANS-LES com DES atrasado e recursos LES modelados em parede", no International Journal of Heat and Fluid Flow, 2008.
[7] C. Arcoumanis, JM Nouri e RJ Andrews, "Application of Refractive Index Matching to a Diesel Nozzle Internal Flow", no 6º Simpósio Internacional sobre Aplicações de Técnicas de Laser à Mecânica dos Fluidos, 1992. [8] D. Bush, CCESoteriou , M. Winterbourn e C Daveau, "Investigando componentes de controle hidráulico em injetores de alto desempenho" em Sistemas de Combustível para Motores IC, IMechE 2015.