Investigación Numérica del Colapso de Spray en GDI con OpenFOAM
Autores: Gärtner, Jan Wilhelm; Feng, Ye; Kronenburg, Andreas; Stein, Oliver T.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Investigación Numérica del Colapso de Spray en GDI con OpenFOAM
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Combustible
Vaporización
Colapso de spray
Inyector
Combustión
Relación de sobrecalentamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Durante ciertas condiciones de operación en motores de inyección directa de chispa (GDI), el combustible inyectado se sobrecalentará y comenzará a vaporizarse rápidamente. La rápida vaporación puede ser beneficiosa para la mezcla de combustible y oxidante y la posterior combustión, pero presenta el riesgo de colapso del spray. En este trabajo, se investiga numéricamente el colapso del spray para un inyector de un solo orificio y el inyector de ocho orificios spray G de una red de combustión de motor (ECN). Los resultados de un nuevo solucionador de OpenFOAM se comparan primero con los resultados del software comercial CONVERGE para inyectores de un solo orificio y se validan. Los resultados corroboran la percepción de que la relación de sobrecalentamiento Rp, que se utiliza típicamente para la clasificación de regímenes de destello, no puede describir el comportamiento del colapso del spray. Se comparan tres casos utilizando la geometría del inyector spray G de ocho orificios con datos experimentales. El primer caso es el caso de prueba estándar G2, con iso-octano como fluido inyectado, que está solo ligeramente sobrecalentado, mientras que los otros dos casos utilizan propano y muestran un comportamiento de colapso del spray en el experimento. Los resultados numéricos apoyan la suposición de que la interacción de choques debido al chorro de vapor subexpandido causa el colapso del spray. Además, las estructuras del spray coinciden bien con los datos experimentales, y se discuten las interacciones de choque que proporcionan una explicación para el fenómeno observado.
Descripción
Durante ciertas condiciones de operación en motores de inyección directa de chispa (GDI), el combustible inyectado se sobrecalentará y comenzará a vaporizarse rápidamente. La rápida vaporación puede ser beneficiosa para la mezcla de combustible y oxidante y la posterior combustión, pero presenta el riesgo de colapso del spray. En este trabajo, se investiga numéricamente el colapso del spray para un inyector de un solo orificio y el inyector de ocho orificios spray G de una red de combustión de motor (ECN). Los resultados de un nuevo solucionador de OpenFOAM se comparan primero con los resultados del software comercial CONVERGE para inyectores de un solo orificio y se validan. Los resultados corroboran la percepción de que la relación de sobrecalentamiento Rp, que se utiliza típicamente para la clasificación de regímenes de destello, no puede describir el comportamiento del colapso del spray. Se comparan tres casos utilizando la geometría del inyector spray G de ocho orificios con datos experimentales. El primer caso es el caso de prueba estándar G2, con iso-octano como fluido inyectado, que está solo ligeramente sobrecalentado, mientras que los otros dos casos utilizan propano y muestran un comportamiento de colapso del spray en el experimento. Los resultados numéricos apoyan la suposición de que la interacción de choques debido al chorro de vapor subexpandido causa el colapso del spray. Además, las estructuras del spray coinciden bien con los datos experimentales, y se discuten las interacciones de choque que proporcionan una explicación para el fenómeno observado.