In this study the effects of angular momentum (barrel and axial swirl) on flammable mixture formation and mixing rate between chamber air and transient gaseous jets of hydrogen and methane were numerically investigated in several geometric configurations; in fixed volume cubic and cylindrical chambers, and in a variable volume cylindrical chamber with moving piston. The magnitude of the momentum, injection duration, and injection velocity are the main parameters whose effects were investigated. In the cylindrical chamber with mowing piston dissipation of a bulk air motion vortex, and the angular momentum decay during compression were also studied The numerical simulations were carried out with the use of KIVA3V code modified for gaseous injection with a standard k-e model for turbulence. It was found that hydrogen jet and air mixing under application of angular momentum lead to fast formation of flammable mixture, with the mixing rates several times larger than those for methane jet. Also dynamics of the hydrogen mixing as illustrated by the mixing rate curves is markedly different from those for methane with the same magnitude of angular momentum. The mixing rate curves for hydrogen feature one strong local maximum at time which is half or less of the hydrogen jet injection duration time. Mixing of methane jet with air at all conditions resembles that of hydrogen jet mixing with air at zero or lower levels of angular momentum.
Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie podstaw teoretycznych i możliwości obliczeniowych programu KIVA, zapoznanie potencjalnych użytkowników z dostępnymi modyfikacjami oraz zachęcenie do używania obliczeniowej dynamiki płynów (CFD – Computational Fluid Dynamics) jako narzędzia wspomagającego eksperymentalne prace badawcze w dziedzinie spalania. W artykule przedstawione zostaną przykładowe wyniki symulacji uzyskane przez autorów, stanowiące ilustrację różnorodnych zastosowań programu KIVA w praktyce badawczej i inżynierskiej. Jednak już na wstępie należy podkreślić, iż wszelkie wyniki otrzymywane z jakichkolwiek obliczeń komputerowych służyć mogą jedynie jakościowej ocenie symulowanego numerycznie zjawiska. Niemożliwym jest uzyskanie zgodności ilościowej . z powodu wielu uproszczeń czynionych w toku tworzenia modeli fizycznych i matematycznych, skończonej dokładności obliczeń wykonywanych przez komputery, oraz dyskretyzacji przestrzeni obliczeniowej.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.