اندازه گيري سرعت جريان در سرسيلندر موتور ملي EF7 با استفاده از روش PIV

Measurement of flow velocity in cylinder head of Iranian national engine with PIV method

سرعت جريان در هر نقطه از راهگاههاي سيال با نرخ خنك كاري آن در بلوك و سرسيلندر موتور رابطه مستقيم دارد. با توجه به اينكه به طور تقريب يك سوم از حرارت موتور توسط مايع خنك كار دفع مي شود، لازم است مقدار سرعت مايع خنك كننده، متناسب با ميزان خنك كاري تعيين شود. راهگاه آب موتور هندسه پيچيده اي و غير شفاف دارد و امكان اندازه گيري مستقيم سرعت در آن وجود ندارد. در مقاله حاضر اندازه گيري سرعت جريان در راهگاه آب سرسيلندر شفاف موتورEF7 بروش آزمايشگاهي PIV مورد بررسي قرار گرفته است. دبي آب ورودي موتور متناسب با دور موتور تعيين مي شود كه دراين مقاله دو نرخ جريان ورودي مورد بررسي قرار گرفته است. در روش PIV با پخش ذرات معلق ازجنس مخصوص در سيال خنك كننده درون راهگاه آب شفاف و تابانيدن نور ليزر به آنها، امكان تعقيب ذرات وجود دارد. با عكس برداري از حركت ذرات معلق توسط دوربين پر سرعت مكان لحظه اي آنها ثبت مي شود. سپس آناليز تصوير و استخراج بردارهاي سرعت در نقاط ازمايش تعيين شده با استفاده از نرم افزار پردازش تصاوير متلب انجام مي شود. استخراج نتايج مي تواند جهت مطالعه رفتار سيال در ناحيه مربوطه از سرسيلندر موتور EF7 مورد استفاده قرار گيرد. در كنار كار آزمايشگاهي، كار شبيه سازي جريان درون راهگاه آب با استفاده از نرم افزار فلوينت انجام شده است، تا مقايسه اي بين آنها انجام شود.

Velocity of fluid in every location of water-jacket has direct relation with rate of heat transfer. Approximately on-third of fuel heat release in an IC engine is lost to environment by coolant flow. So, it is necessary to determine velocity of coolant according to rate of heat transfer. Water jacket of an engine has complex and non-transparent geometry and it is impossible to measure velocity in each location. In this paper, velocity of coolant is measured in a transparent water-jacket of EF7 engine with PIV method. Volumetric flow rate of coolant is determined according to engine speed that two engine speed considered in this research. In PIV method with dispersion of special submerged particles in coolant on transparent water jacket and shining of laser beam to particles, it is possible to track them. Then, with image processing, velocity vectors is carried out with toolbox of Matlab program. Extraction of results of can be used for study of fluid behavior. Beside experimental work, simulation with Fluent software was done for comparison between results.