Wtryskiwacz oleju napędowego Wtryskiwacz paliwa 0445120061 Bosch for Man TGA TGS TGX 10,5L D2066

Kawitacja dynamiczna wewnątrz wysokosprawnego wtryskiwacza diesla – badania eksperymentalne i CFD（część 2）

W symulacji CFD rozwiązywanie struktur turbulentnych na dużą skalę przy użyciu modeli opartych na symulacji dużych wirów (LES) pokazuje przewagę modelowania stanów przejściowych w porównaniu z symulacjami RANS [3] [4] [5]. Poważną wadą CFD opartej na LES w środowisku przemysłowym są ogromne wymagane zasoby obliczeniowe, rzędu kilkuset dedykowanych rdzeni. Bez takich zasobów czas rozpatrywania pojedynczej sprawy może zająć miesiące, co uniemożliwia prowadzenie poważnych dochodzeń w rozsądnych ramach czasowych.

W modelowaniu CFD poczyniono znaczące postępy, próbując połączyć zalety modelowania turbulencji LES i RANS [6]. Modele te są często nazywane modelami hybrydowymi i dają większy potencjał wykorzystania LES w środowisku przemysłowym.

W celu symulacji działania kryzy sterującej stworzono hybrydowy model CFD LES-RANS, wykorzystujący wielofazową metodę mieszaniny do kawitacji. Modelowanie turbulencji przy użyciu hybrydowej metody LES-RANS umożliwia znaczne korzyści obliczeniowe w porównaniu z pełnym LES, zwłaszcza w przypadku geometrii przepływu ograniczonego ściankami wtryskiwacza oleju napędowego o dużej liczbie Reynoldsa (Re).

2. Praca eksperymentalna

Utworzono przezroczyste modele hydraulicznych części sterujących wtryskiwacza oleju napędowego, w tym kryzy sterującej wysokim ciśnieniem, pomiędzy górną częścią igły a zaworem sterującym. Ze względu na małą skalę rzeczywistych wtryskiwaczy, model utworzono w rozmiarze 40-krotnie większym od rzeczywistego, co wykazano w poprzednich badaniach, że wydajność przepływu przez kryzę jest w miarę niezależna od skali [1]. Ta zwiększona skala umożliwiła znacznie większą łatwość wizualizacji przy użyciu szybkiej kamery Vision Research Phantom V1210. Taka kamera przy odpowiednim oświetleniu rejestruje szczegóły przepływu niewidoczne dla ludzkiego oka i umożliwia śledzenie zachowania hydraulicznego poprzez proces kawitacji.