حل عددي جريان داخلي و تعيين عوامل عملكردي انژكتورهاي پيچشي مماسي انتها-باز و انتها-همگرا

Numerical solution of internal flow and determination of operating factors of open-end and converging-end tangential and swirl injectors

انژكتورهاي پيچشي مماسي انتها-باز و انتها-همگرا به صورت گسترده در موتورهاي درونسوز مورد استفاده قرار مي‌گيرند. اين نوع از انژكتورهاي پيچشي فشاري شامل: ورودي­هاي مماسي، محفظه چرخش، بخش همگرا و اوريفيس خروجي هستند. در اين مقاله شبيه‌سازي و مقايسه جريان سيال در داخل انژكتور انتها-باز و انتها-همگرا براي پاشش سوخت كروسين در شرايط عملياتي يكسان با استفاده از روش حجم سيال (VOF) انجام شده است. نتايج شبيه‌سازي­هاي وابسته به زمان (ناپايا) نشان دادند، زمان خروج كروسين از انژكتور انتها-باز 1/8 ميلي‌ثانيه و در انژكتور انتها-همگرا 4 ميلي‌ثانيه است. نتايج شبيه‌سازي­هاي مستقل از زمان (پايا) در فشارهاي تزريق مختلف نشان دادند، انژكتور انتها-باز در فشار تزريق MPa 0/05 به حالت پايدار مي­رسد در حالي كه انژكتور انتها-همگرا در فشار تزريق MPa 0/3 به حالت پايدار خود مي­رسد. اما سرعت خروج كروسين در انژكتور انتها-باز به مراتب از انژكتور انتها-همگرا كمتر است كه اين امر، موجب كاهش نيروي ايروديناميكي وارد شده به لايه سوخت خروجي از انژكتور شده و باعث كاهش اتميزاسيون سوخت در انژكتور انتها-باز در مقايسه با انژكتور انتها-همگرا مي‌شود. كليدواژه‌ها

Convergent-end and Open-end injectors are widely used in internal combustion engines. These types of pressurized swirl injectors include: tangential inputs, rotation chamber, converging section and output orifice. In this paper, simulation and comparison of fluid flow inside Open-end and Convergent-end injectors for spraying kerosene fuel under the same operating conditions has been performed using the fluid volume (VOF) method. The results of time-dependent (unsteady) simulations showed that the exit time of kerosene from the Open-end injector is 1.8 milliseconds and in the Convergent-end injector is 4 milliseconds. The results of time-independent (steady) simulations at different injection pressures showed that the Open-end injector is stable at 0.05 MPa injection pressure, while the convergent-end injector is stable at 0.3 MPa injection pressure. However, the exit rate of kerosene in the Open-end injector is far less than that of the convergence-end injector, which reduces the aerodynamic force applied to the fuel inlet layer of the injector and reduces the fuel atomization in the Open-end injector compared to the convergent-end injector.