روشی جدید در تعیین هندسه، شار جرمی و ضریب تخلیه افشانه تزریق مستقیم گاز

نویسندگان

چکیده

هندسه سوراخ‌های خروجی افشانه (قطر، زاویه، صافی سطح و ضریب مخروطی بودن سوراخ‌ها) و ضریب تخلیه جریان در خروجی افشانه، تأثیر تعیین کننده‌ای در شکل‌گیری مخلوط و احتراق در موتورهای تزریق مستقیم گاز دارند. در این مقاله، روشی بر مبنای قالب‌گیری سیلیکونی از سوراخ افشانه و پردازش تصاویر حاصل با استفاده از نرم افزار متلب برای تعیین قطر و زاویه سوراخ دهانه افشانه ارائه شده است. همچنین با طراحی میز آزمون، روشی برای اندازه‌گیری شار جرمی گاز طبیعی فشرده خروجی از افشانه تزریق مستقیم تک سوراخ به طور تجربی با استفاده از قانون فشار جزیی دالتون پیشنهاد شد. آزمون‌ها در محفظه احتراقی حجم ثابت نوری محتوی هوا با فشار 15-5 اتمسفر و گاز طبیعی فشرده به عنوان گاز تزریق با فشارهای 30 و 40 اتمسفر اجرا شدند. ضریب تخلیه افشانه هم با توجه به شار جرمی اندازه‌گیری شده و شار جرمی نظری برای حالت‌های مختلف فشار تزریق و محفظه احتراقی محاسبه شد. نتایج نشان داد که استفاده از روش قالب‌گیری سیلیکونی می‌تواند برای اندازه‌گیری قطر و زاویه سوراخ افشانه بکار رود و شار جرمی تجربی و ضریب تخلیه افشانه با فشار محفظه و فشار پاشش وابستگی مستقیم دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A new technique for determination of geometry characteristics, mass flow rate and discharge coefficient of a direct gas injection nozzle

نویسندگان [English]

  • I. Erfan
  • M. Ziabasharhagh
  • A. Hajialimohammadi
  • I. Chitsaz
چکیده [English]

In the direct gas injection engine, the mixture formation and the combustion rate are affected by the geometry of injector holes (the diameter, angles, K-factor) and discharge the coefficient of the exit nozzle. This paper presents a new method to determine the diameter and the nozzle exit angle, based on silicone molding of the injector exit nozzle, using image processing techniques. The actual fuel mass flow rate was measured through experiments, which were done with a designed experimental set-up. Tests have been done in an optical constant volume chamber, where the ambient gas was pressurized air, limited between 5 to 15 bar and the injection gas was compressed natural gas (CNG) at two different pressures, 30 and 40 bar. Discharge coefficients have been calculated for different ambient and injection pressures, considering values of actual and ideal mass flow rates. Results verified the present approach for determining the diameter and the nozzle exit angle. Moreover, results showed that there was a direct relationship between the actual mass flow rate and the discharge coefficient with ambient and the injection pressure.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Injector
  • Engine
  • Direct injection
  • image processing
  • Discharge coefficient