Common-Rail-Düse DLLA149P2166 für Dieselkraftstoffinjektor 0445120215 0 445 120 215 für Bosch-Düsen

Hochgeschwindigkeitsströmungssimulation in Kraftstoffeinspritzdüsen (Teil 6)

Die geringe Größe, die hohe Geschwindigkeit und der begrenzte Zeitrahmen machen es sehr schwierig, das Verhalten experimentell zu untersuchen. Die Modellierung der Kavitation kann hilfreich sein, um die Strömung in Einspritzdüsen in Originalgröße zu simulieren und die Eigenschaften der inneren Düse zu untersuchen, die sich auf die Strömung innerhalb einer Düse auswirken.

Die Konstruktion jeder Simulation kavitierender Einspritzdüsen beginnt mit den Grundannahmen, welches Phänomen einbezogen werden soll und welches vernachlässigt wird [12]. Bisher besteht kein Konsens darüber, ob die Annahme akzeptabel ist, dass sich kleine Kavitationsdüsen mit hoher Geschwindigkeit im thermischen oder im Trägheitsgleichgewicht befinden. Geht man davon aus, dass sich die Düse im thermischen Gleichgewicht befindet, dann kommt es vermutlich nicht zu einer nennenswerten Verzögerung des Blasenwachstums oder -kollapses aufgrund der Wärmeübertragung. Die Wärmeübertragung erfolgt unendlich schnell und Trägheitseffekte begrenzen den Phasenwechsel. Die Annahme eines Trägheitsgleichgewichts bedeutet, dass die beiden Phasen eine vernachlässigbare Schlupfgeschwindigkeit haben.

Alternativ kann man auf der Ebene der Untergitterskala auch die Möglichkeit kleiner Blasen in Betracht ziehen, deren Größe auf Druckänderungen reagiert. Diese Meinungsvielfalt führt zu unterschiedlichen Modellierungsansätzen. Simulationen kavitierender Zerstäuberdüsen erfordern stets vereinfachende Annahmen. Diese Annahmen sollten ausreichen, um das Problem beherrschbar zu machen, ohne dass es zu inakzeptablen Fehlern kommt. Das Ziel dieser Arbeit ist die Konstruktion eines dreidimensionalen CFD-Lösers zur Simulation der Strömung in einer kleinen Hochgeschwindigkeits-Kavitationsdüse unter Verwendung des homogenen Gleichgewichtsmodells (HEM). Das in dieser Arbeit verwendete HEM erweitert das von Schmidt et al. beschriebene Modell. [1,2] in einem mehrdimensionalen und parallelisierten Rahmen. Das Modell wird erweitert, um die nichtlinearen Effekte der reinen Phase in der Strömung zu simulieren, und der numerische Ansatz unterscheidet sich von der Arbeit von Schmidt et al.