مطالعه عددي تاثير ايجاد شيار درون نازل افشانه بر رفتار فواره سوخت هاي موتور ديزل و بيوديزل

Numerical investigation on the effect of creating grooves inside the injector nozzle on the diesel and biodiesel engine fuels spray behavior

در اين پژوهش به­ بررسي رفتار پاشش سوخت ديزل و بيوديزل در يك محفظه احتراق استوانه­اي حجم ثابت براي سوراخ نازل داراي شيار به­منظور بهبود خواص فواره سوخت و عملكرد موتور ديزل با كمك ديناميك سيالات محاسباتي پرداخته شده است. بدين­منظور خصوصيات ماكروسكوپيك و ميكروسكوپيك فواره سوخت ديزل و بيوديزل براي هندسه­ سوراخ نازل ايجاد شده به­صورت عددي و به كمك نرم­افزارهاي اي وي ال فاير و متلب مدل­سازي و مورد تحليل قرار گرفته است. ابتدا جريان سوخت مايع درون افشانه داراي سوراخ نازل استوانه­اي و مخروطي همگرا مدل­سازي شده و در ادامه از سوخت ديزل و بيوديزل در سوراخ نازل داراي شيار استفاده شده است. نتايج عددي حاصل نشان مي­دهند كه در اين حالت بيوديزل داراي طول نفوذ كمتر و قطر ذرات و زاويه مخروطي فواره بيشتري مي­باشد. بنابراين خصوصيات ماكروسكوپيك و ميكروسكوپيك فواره سوخت­هاي مختلف با ايجاد شيار مي­توانند بهبود يافته و كنترل شوند. نتايج عددي و داده­هاي تجربي در تحقيقات پيشين اعتبارسنجي شده­اند. كليدواژه‌ها

In this study, spray behavior of diesel and biodiesel fuel in a cylinderical fixed volume combustion chamber for a grooved nozzle hole has been investigated using CFD in order to improving the fuel spray characteristics and diesel engine performance. To this end, microscopic and macroscopic diesel and biodiesel fuel spray characteristics are modeled and investigated using AVL-Fire and Matlab software. Firstly, the liquid fuel flow inside the injector with cylindrical and converged conical nozzle holes have been modeled and then in the following diesel and biodiesel fuels have been used in the grooved nozzle hole. Numerical results show that in this case, biodiesel spray has smaller penetration length and bigger cone angle and SMD. Thus spray macroscopic and microscopic characteristics can be improved and controlled for different fuels by creating grooves inside the nozzle hole. Numerical results and experimental data was validated from previous researches.