مطالعه عددی اثر محیط متخلخل بر ویژگی‌های فواره فشار قوی سوخت دیزل

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی بابل

2 دانشگاه سمنان

3 دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

در دهه اخیر ابتکار استفاده از محیط متخلخل در موتورهای احتراق داخلی جهت همگن کردن فرایند احتراق و کاهش سطح آلایندگی این موتورها، ارائه شده است. هدف از این پژوهش، بررسی مشخصه های کلان فواره سوخت دیزل در اثر برهم کنش با محیط متخلخل می باشد. میزان نفوذ فواره در دو حالت فواره آزاد و با حضور محیط متخلخل درون یک محفظه حجم ثابت و در فشارهای مختلف محفظه، با روش عددی بدست آمده و با نتایج تجربی موجود در ادبیات فن مقایسه شده است. برای پیش بینی افت فشار فواره در محیط متخلخل، چهار معادله تجربی برای بدست آوردن ضرایب افت گرانروی و افت لختی مورد مقایسه قرار گرفتند و بر اساس نتایج تجربی عمق نفوذ فواره، دقیق ترین رابطه معرفی می گردد. نتایج عددی بخوبی عمق نفوذ فواره را پس از گذر از محیط متخلخل پیش بینی می کند. اگرچه این رابطه­ ها برای سیال آب در جریان­های سرعت کند توسعه یافته بودند ولی نتایج نشان می ­دهد که این روابط می­ تواند در جریان­های سرعت تند نیز استفاده شود و دامنه کاربرد آنها گسترش یافته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical Study of the Characteristics of High Pressure Diesel Spray In Interaction with Porous Media

چکیده [English]

The idea of using porous media in internal combustion engines is developed to achieve charge homogenization in recent decade. In this paper, the macroscopic characteristics of high pressure diesel spray has been studied in interaction with porous media. Spray penetration length has been obtained numerically in both free spray and porous media (PM) presence in a constant volume chamber under different ambient pressure conditions. Four empirical correlations in the literature has been compared to predict the spray pressure drop through the PM and obtained the viscous and inertia loss coefficients in the Forchheimer equation and then the most accurate correlation will be introduced based on the experimental results. The numerical results predict correctly the length of the spray penetration after passing through porous media. Although these correlations were developed for water in low Reynolds flows but the result indicates that the correlations can be used in high Reynolds streams and expanded scope of its applications.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Diesel Fuel Spray
  • Porous media
  • pressure loss
  • Viscous and Inertia Loss Coefficients