بررسي عددي تأثير تغيير هم زمان هندسه نازل انژكتور و پروفيل بالابري سوزن روي رفتار افشانه سوخت ديزل

Numerical Investigation on the Influence of the Nozzle Geometry and Needle Lift Profile Simultaneous Change on Spray Behavior of Diesel Fuel in Injector

پديده كاويتاسيون اثرات مخربي بر عملكرد توربوماشين ها دارد ولي وقوع اين پديده درون نازل انژكتور تاثير قابل توجهي بر روي رفتار هيدروديناميكي افشانه سوخت دارد. هندسه نازل، پروفيل بالابري سوزن و نوع سوخت از عوامل تاثيرگذار در ايجاد اين پديده مي باشند. هدف اصلي و نوآوري تحقيق حاضر بررسي تاثير تغيير هم زمان هندسه نازل انژكتور و پروفيل بالابري سوزن بر روي ايجاد كاويتاسيون و رفتار هيدروديناميكي افشانه سوخت ديزل مي باشد. بنابراين، در قسمت اول جريان مايع و مشخصات افشانه نازل هاي استوانه اي و مخروطي همگرا داراي پروفيل بالابري سوزن يكسان با استفاده از كد ديناميك سيالات محاسباتي اي وي ال فاير به صورت عددي بررسي شده است. در مرحله دوم، نازل مخروطي همگرا با پروفيل هاي بالابري سوزن متفاوت شبيه سازي شده است. نتايج عددي حاصل در قسمت دوم اين مطالعه نشان مي دهند كه نازل هاي مخروطي همگرا با پروفيل هاي متفاوت بالابري سوزن، داراي طول نفوذ افشانه بيشتر و قطر متوسط ذرات كوچكتري نسبت به نازل هاي شبيه سازي شده در قسمت اول اين مطالعه مي باشند.

Cavitation phenomenon has destructive effects on the turbomachines performance but the occurrence of this phenomenon inside the injector nozzle has significant effect on the fuel spray hydrodynamic behavior. The nozzle geometry, needle lift profile and fuel type are effective parameters in creation of this phenomenon. The main goal and novelty of the present study is to investigate the effect of simultaneous change of the injector nozzle geometry and the needle lift profile on the creation of cavitation and diesel fuel spray hydrodynamic behavior. Thus in the first part, the liquid flow and spray characteristics of the cylindrical and converged conical nozzles with the same needle lift profile are investigated numerically using AVL-Fire CFD code. In the second step the converged conical nozzles with different needle lift profiles are simulated. Numerical results of the second part of this study show that the converged conical nozzles with different needle lift profiles have a longer spray penetration length and smaller Sauter-mean diameter than nozzles simulated in the first part of this study.