شبيه سازي عددي پاشش فشار قوي گاز از نازل انژكتور در موتور گازطبيعي پاشش مستقيم

Numerical simulation of high pressure gas injection from nozzle injector of direct injection engine

از عوامل موثر بر مصرف سوخت، ميزان آلايندگي و راندمان حجمي موتورهاي احتراق داخلي نوع پاشش سوخت است كه در نوع پاشش مستقيم اين عملكرد به خوبي بهبود مي يابد. از اين رو مطالعه ي افشانه ي حاصل از نازل انژكتور بسيار حايز اهميت است. در فشارهاي پاشش بالا، به طور كلي پاشيده شدن گاز و فرآيند اختلاط در آن وابسته به خصوصيات جريان افشانه تراكم پذير مانند موج هاي تراكم و بشكه اي شكل و ايجاد موج هاي متوقف كننده و شاك است. اين خصوصيات در شكل گيري اختلاط بين سوخت و هوا بسيار مهم هستند. شبيه سازي هاي انجام شده در اين مقاله شامل سه مورد جت گاز با فشار بالاي پاشش است كه حاصل پاشش انژكتور در موتور گاز سوز هستند، و با نسبت هاي فشار انژكتور به فشار داخل محفظه ي 81.4:1 و 46.5:1 و 18.6:1 شبيه سازي شده اند. مورد ديگر شبيه سازي افشانه ي گاز انژكتور، با نسبت فشار 3:1 است. در تمامي موارد نتايج شبيه سازي تطابق و سازگاري خوبي با نتايج تجربي و نتايج در مقالات مشابه دارد و نتيجه اينكه اگر نسبت فشار بالا باشد مشخصه هاي جريان در افشانه مانند عدد ماخ محلي و فشار بي بعد شده (P/P(n مستقل از نسبت فشار بين انژكتور و محفظه مي شوند. همچنين عوامل موثر در تشكيل مرز افشانه، صفحه ماخ، پروفايل سرعت و فشار بررسي شده است.

Fuel injection is one of important factor that influences fuel consumption, emission and volumetric efficiency. There for study of jet flow from nozzle injector is more importance. At high pressure gas injection and mixture formation is depend on compressible flow characteristic of jet such as compressive waves and barrel shape and intercepting shock. These features are very important on mixture formation. The simulation that are done in this paper include 3 cases of gas jet from nozzle of injector that used in direct injection engines, with 3 injector pressure to cylinder pressure ratio of 18.6:1 and 46.5:1 and 81.4:1, and the other case is low pressure ratio of 3:1 gas jet. In the all cases results show good agreement with experimental data and with results of other papers in the same cases. As a consequence the local non-dimensional pressure, P/Pn, and the local Mach number are independent of the pressure ratio as long as the pressure ratio is sufficiently high. The factor that influence of jet boundary, Mach disk, velocity and pressure profile also investigated.