Vpliv biogoriv na tokovne pojave v vbrizgalni šobi dizelskega motorja : doktorska disertacija

slovenski

doktorska dela

2013

alternativna goriva   curek goriva   Disertacije   Goriva   kavitacija   računalniška dinamika tekočin   sistem za vbrizgavanje goriva   tokovne razmere v šobi   Vbrizgavanje

Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo

Vbrizgavanje curka goriva spada na področje dvofaznih tokov, ki obravnava karakteristike curka goriva v odvisnosti od fizikalnih lastnosti, s poudarkom na vbrizgavanju različnih goriv, pod različnimi delovnimi pogoji. Poleg ocene kvalitete tvorbe zmesi je raziskovanje karakteristik curka goriva pomembno tudi za oceno izkoriščenosti zraka v zgorevalni komori in zaradi morebitnega nezaželenega stika goriva s stenami zgorevalne komore. Obstoječi fizikalno-matematični modeli lahko v splošnem relativno natančno popišejo razmere dvofaznega toka. V samih podmodelih so prisotne empirične konstante (vplivni parametri), s pomočjo katerih se uravnavajo karakteristike vbrizganega curka in ki so v osnovi odvisne od lastnosti samega vbrizgalnega sistema, predvsem od geometrije vbrizgalne šobe. V okviru naloge bo vpeljan model, ki bo omogočal obravnavanje karakteristik različnih biogoriv, razmer v šobi in posledice vpliva karakteristik na razvoj, obliko in strukturo curka, kjer bo omogočeno natančnejše analiziranje dvofaznih tokov. Model bo zajemal prenosne enačbe za številsko gostoto parnih mehurčkov, z upoštevanjem fizikalnih procesov nastajanja in izginjanja posameznih mehurčkov, pri različnih oblikah kavitacijskih tokov, hkrati pa bo omogočal še raziskavo vpliva med kapljicami goriva ter obravnavo sil trka z vpeljavo velikostne porazdelitve kapljic goriva. Naloga je razdeljena na eksperimentalni in numerični del. V eksperimentalnem delu so določene in analizirane fizikalne lastnosti uporabljenih goriv, karakteristike procesa vbrizgavanja, s pomočjo hitre kamere pa je bil posnet razvoj curka goriva. V numeričnem delu je prikazan osnovni poenostavljeni fizikalno-matematični model. V disertaciji je pokazano, da je mogoče s spremembo fizikalno-matematičnega modela, ob upoštevanju fizikalnih lastnosti goriva, delovnega režima in karakteristik procesa vbrizgavanja, določiti konstante, ki pri izračunu uravnavajo karakteristike curka goriva. S pomočjo ustreznih izrazov je tako mogoče izraziti empirične vrednosti parametrov in vnaprej napovedati probleme, ki bi se lahko pojavili v dizelskih motorjih z uporabo biogoriv.

08.08.2023