بررسی عددی تاثیر تغییر هندسه نازل و پروفیل جابجایی سوزن روی جریان کاویتاسیون و کارایی انژکتور موتور دیزل دریایی

در این پژوهش به بررسی رفتار جریان کاویتاسیون و پاشش سوخت دیزل در یک محفظه احتراق حجم ثابت برای هندسه‌های سوراخ نازل و پروفیل‌های جابجایی سوزن متفاوت به منظور بهبود خواص فواره سوخت و عملکرد موتور دیزل دریایی با کمک نرم‌افزار فایر پرداخته شده است. بنابراین ابتدا جریان سوخت درون انژکتور دارای سوراخ نازل استوانه‌ای، مخروطی همگرا و واگرا با جابجایی سوزن حالت پایه شبیه‌سازی شده و در ادامه از پروفیل‌های جابجایی متفاوت در نازل‌های مخروطی همگرا و واگرا استفاده شده است. نتایج عددی نشان می‌دهند که افزایش قطر و شعاع منحنی ورودی سوراخ نازل و مدت زمان بازبودن سوزن انژکتور سبب افزایش جرم سوخت پاشش شده و بخارشده و همچنین افزایش طول نفوذ فواره می‌شوند. با افزایش میزان جرم تبخیرشده، قطر متوسط ساتر نیز کاهش می‌یابد. بنابراین خصوصیات فواره سوخت با تغییر هندسه نازل و پروفیل جابجایی سوزن میتوانند کنترل شوند. نتایج عددی و داده‌های تجربی از تحقیقات پیشین اعتبارسنجی شده‌اند.

Numerical investigation on the effect of nozzle geometry and needle lift profile on the cavitation flow and efficiency of the marine diesel engine injector

In this study, spray behavior of the cavitation flow and the diesel fuel in a fixed volume combustion chamber for different nozzle hole geometries and needle lift profiles has been investigated using Fire software in order to improve the fuel spray characteristics and marine diesel engine performance. Thus, Firstly fuel flow inside the injector with cylindrical, convergent and divergent conical nozzle holes have been simulated with the base needle lift and then in the following, different needle lift profiles have been used in converged and diverged conical nozzles. Numerical results show that increasing the nozzle hole diameter and rounding edge and duration of needle opening lead to increase the injected and evaporated fuel mass and spray penetration length. With the increase in the amount of evaporated mass,SMD is decreasing. Thus spray characteristics can be controlled by varying the nozzle geometry and needle lift profile. Numerical results and experimental data was validated from previous researches.