Variability of the diesel fuel spray microstructure during the injection into stagnant air by a typical diesel engine injector

• Autorzy: Krause P. , Kidacki G. , Klyus O.

Warianty tytułu

PL

Zmienność mikrostruktury strugi rozpylonego paliwa podczas wtrysku do nieruchomego powietrza przy pomocy typowego wtryskiwacza do silników z zapłonem samoczynnym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the results of a study on the distribution of Sauter Mean Diameter (SMD) along the axis of an atomized diesel oil spray and changes in SMD occurring during the injection in selected cross-section of the spray. A piston fuel pump was used for atomization, while atomization quality measurements were made using a Malvern Spraytec particle analyzer. The results show that adopting averaged SMD values for the whole fuel spray charge does not reflect the actual range of droplet sizes in the area of highest volume concentration of droplets in a spray, i.e. the area having the greatest impact on the evaporation and combustion of fuel. It can be useful to designers of diesel engines and simulation of processes in combustion chamber.

PL

W artykule przedstawiono możliwości doboru średnic kropli rozpylonego paliwa do badań modelowych lub jako wartość wzorcową (reprezentatywną) dla strugi rozpylonego paliwa w komorze spalania silnika z zapłonem samoczynnym. Zamieszczono wyniki badań rozkładu średniej średnicy Sautera (SMD) wzdłuż osi strugi rozpylanego oleju napędowego oraz zmian SMD zachodzących w czasie wtrysku w wybranym przekroju strugi. Do rozpylania użyto tłokowej pompy paliwowej, a do pomiarów jakości rozpylania przyrządu Spraytec firmy Malvern. Przedstawione rezultaty wskazują, że przyjmowanie uśrednianych wartości SMD dla zakresu rozpylania całej dawki paliwa nie odzwierciedla rzeczywistego obrazu rozmiarów kropli w obszarze najwyższego stężenia objętościowego kropel w strudze, czyli mającego największy wpływ na proces odparowania i spalania paliwa.

Słowa kluczowe

EN

fuel atomization; spray parameters; droplet size

PL

rozpylanie paliwa; parametry strugi; rozmiar kropli

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2018
• Tom: no. 2
• Strony: 101--107
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Krause P.

• Faculty of Marine Engineering, Maritime University of Szczecin, Poland

autor

Kidacki G.

• Faculty of Marine Engineering, Maritime University of Szczecin, Poland

autor

Klyus O.

• Faculty of Marine Engineering, Maritime University of Szczecin, Poland

Bibliografia

• 1. Orzechowski Z.: Rozpylanie cieczy. Warszawa: WNT, 1976 (in Polish).
• 2. Sazhin S.S., Al Qubeissi M., Kolodnytska R., Elwardany A.E., Nasiri R., Heikal M.R.: Modelling of biodiesel fuel droplet heating and evaporation. Fuel, 2014, 115, pp. 559-572.
• 3. Ashgriz N. ed.: Handbook of Atomization and Sprays: Theory and Applications. New York: Springer Science+Business Media, LLC, 2011.
• 4. Hiroyasu H.: Diesel Engine Combustion and Its Modeling. In: Diagnostics and Modeling of Combustion in Reciprocating Engines (COMODIA 85), Tokyo, 1985. Proceedings of Symposium, pp. 53-75.
• 5. Lefebvre A.H.: Atomization and Sprays. New York: Hemisphere Publishing Corporation, 1989.
• 6. Krause P., Kidacki G.: Effect of selected parameters of fuel spray microstructure investigation on determination results with light diffraction method using Spraytec instrument. Paper not published, 2016.
• 7. Zabłocki M.: Wtrysk i spalanie paliwa w silnikach wysokoprężnych. Warszawa: WKiŁ, 1976 (in Polish).
• 8. Bianchi G.M., Pelloni P., Corcione F.E., Allocca L., Luppino F.: Modeling Atomization of HighPressure Diesel Sprays. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 2001, 123(2), pp. 419-427.
• 9. Ghadimi P., Yousefifard M., Nowruzi H.: Applying Different Strategies within OpenFOAM to Investigate the Effects of Breakup and Collision Model on the Spray and in-Cylinder Gas Mixture Attribute. Journal of Applied Fluid Mechanics, 2016, 9(6), pp. 2781-2790.
• 10. Kitaguchi K., Hatori S., Hori T., Senda J.: Development of Breakup Model for Large Eddy Simulation Diesel Spray. In: 12th Triennial International Conference on Liquid Atomization and Spray Systems (ICLASS 2012), Heidelberg (Germany), 2-6 September, 2012, ICLASS 2012 Book of Abstracts, p. 205.
• 11. Shervani-Tabar M.T., Parsa S., Ghorbani M.: Numerical study on the effect of the cavitation phenomenon on the characteristics of fuel spray. Mathematical and Computer Modelling, 2012, 56(5-6), pp. 105-117.
• 12. Mohan B., Yang W., Chou S.K.: Development of an accurate cavitation coupled spray model for diesel engine simulation. Energy Conversion and Management, 2014, 77, pp. 269-277.
• 13. Som S., Aggarwal S.K.: Assessement of Atomization Models for Diesel Engine Simulations. Atomization and Sprays, 2009. 19(9), pp. 885-903.
• 14. Bogin G.E.Jr., Dean A.M., De Filippo A., Chen J.Y., Chin G., Luecke J., Ratcliff M.A., Zigler B.T.: Modeling the Fuel Spray and Combustion Process of the Ignition Quality Tester with KIVA-3V. In: Fall Meeting of the Western States Section of the Combustion Institute, Irvine (California), October 26−27 2009. Conference Paper NREL/CP-540-46738, 2010.
• 15. Suh H.K., Lee Ch.S.: A review on atomization and exhaust emissions of a biodiesel-fueled compression ignition engine. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, 58, pp. 1601-1620.
• 16. Suh H.K., Lee Ch.S.: Effect of cavitation in nozzle orifice on the diesel fuel atomization characteristics. International Journal of Heat and Fluid Flow, 2008, 29, pp. 1001-1009.
• 17. Heywood J.B.: Internal Combustion Engines Fundamentals. McGraw-Hill Inc., 1988.
• 18. Hiroyasu H., Kadota T.: Fuel droplet size distribution in diesel combustion chamber. Bulletin of JSME, 1976, 19(135), pp. 1064-1072.
• 19. Van Basshuysen R., Schafer F.: Internal Combustion Engine Handbook: Basics, Components, Systems, and Perspectives. SAE International, 2004.
• 20. Bohren C.F., Huffmann D.R.: Absorption and scattering of light by small particles. New York: Wiley-Interscience, 2010.
• 21. Rakopoulos C.D., Giakoumis E.G.: Diesel Engines Transient Operation. Springer-Verlag London Limited, 2009.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).