Numerical Study of String Cavitation and Spray Dynamics in a High-disturbance Nozzle under Engine-operating Conditions

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 46

فایل این مقاله در 12 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-19-4_015

تاریخ نمایه سازی: 1 تیر 1405

چکیده مقاله:

String cavitation in injector nozzles has been shown to improve spray atomization while mitigating cavitation erosion. Herein, to comprehensively investigate flow behaviors under realistic engine conditions, we employ a validated computational fluid dynamics model to simulate coupled in-nozzle wall-bounded cavitation flow and near-nozzle spray flow. The characteristics of multiphase flow are extracted using the Omega vortex identification method and Lamb vector analysis. Under nine sets of representative operating conditions, injection performance is assessed using flow coefficient, total pressure recovery coefficient, vapor phase distribution, and kinetic energy transport equation. Near-nozzle spray behavior is evaluated based on the momentum flux, liquid breakup rate, and vorticity transport equation. The results indicate that the high-disturbance nozzle has good application prospects and exhibits a flow coefficient of ۰.۷–۰.۸, whereas the total pressure recovery coefficient varies between ۰.۶ and ۰.۷. Optimal injection performance is observed under conventional conditions, whereas atomization quality is enhanced under idle conditions. Additionally, cylinder pressure causes jet momentum attenuation under accelerating conditions and considerably affects the development of string cavitation in the jet core under idle and normal conditions, forming bidirectional tearing and one-way tearing of liquid film with different vorticity transport terms, thus affecting the atomization process.

نویسندگان

H. Zhang

Harbin Engineering University, Harbin ۱۵۰۰۰۱, China

L. Fan

Harbin Engineering University, Harbin ۱۵۰۰۰۱, China

Y. Wei

Harbin Engineering University, Harbin ۱۵۰۰۰۱, China

Z. Feng

Harbin Engineering University, Harbin ۱۵۰۰۰۱, China

L. Wen

China Shipbuilding Power Engineering Institute Co. Ltd, Shanghai ۲۰۰۱۲۹, China

X. Leng

Jiangsu University, Zhenjiang ۲۱۲۰۱۳, China

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Abrahamson, J. (۲۰۲۰). Fluent theory guide [Technical manual]. ANSYS Inc ...
  • Atilhan, S., Park, S., El-Halwagi, M. M., Moore, M., Nielsen, ...
  • Koutsoyiannis, D. (۲۰۱۲). Clausius–Clapeyron equation and saturation vapour pressure: Simple ...
  • Ogawa, H., Xiong, Q., Obe, T., & Iida, N. (۲۰۱۵). ...
  • Wang, J., Song, Z., Chen, R., Yang, T., & Tian, ...
  • نمایش کامل مراجع