نویسندگان

1 عضو هیات علمی دانشگاه علوم دریایی امام خمینی (ره)

2 دکتری مهندسی مکانیک و عضو هیات علمی دانشگاه علوم دریایی امام خمینی (ره)

3 دانشگاه صنعتی سهند تبریز

چکیده

  در کار حاضر، مدلسازی ساختار اسپری و تشکیل مخلوط با استفاده از کد دینامیک سیالات محاسباتی FIRE بر روی موتور دیزلی MAN B&W L16/24 انجام گرفته است. همچنین تاثیر مدل‌های مختلف شکست اسپری سوخت WAVE، KH-RT و TAB در پیش بینی نتایج عملکرد و آلایندگی، مورد بررسی قرار گرفته و دقت هرکدام از مدل‌ها در مقایسه با نتایج تجربی مشخص شده است. تطابق بسیار خوب نتایج بدست آمده با نتایج آزمایشگاهی بیانگر دقت بالا و مورد اطمینان شبیه‌سازی‌های عددی انجام شده می‌باشد.  نتایج نشان می‌دهد مدل اتمیزاسیون WAVE، قابلیت بهتری در پیش بینی فرایند تجزیه قطرات اسپری سوختی دارد و اندازه قطرات تولیدی در اثر تجزیه و نفوذ اسپری را به درستی پیش بینی می‌کند. لذا می توان با تنظیم ثوابت مربوط به مدل، آن را برای شبیه سازی اتمیزاسیون در شرایط کارکردی مختلف موتور به کار برد.    

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation of Spray-Breakup with Combustion in Marine Diesel Engines Using difference Breakup Models

نویسندگان [English]

  • K. Divsalar 1
  • A. Zare Nejad 2
  • A. Zehni 3

چکیده [English]

In present work, the spray characterization and mixture formation in MAN B&W L16/24 DI diesel engines are studied by using FIRE CFD Code. In addition, the effect of WAVE, KH-RT and TAB different spray breakup models in prediction of performance and pollutants of diesel engines has been investigated. Finally, the accuracy of each model in comparison with experimental data was reported. Results showed that the WAVE model are the better ability to predict the decomposition of the fuel spray’s droplets and predicts the droplet size produced by penetration and decomposition, correctly. Therefore, it can be used for simulation of spray’s wall impingement at engine’s operating conditions.      

کلیدواژه‌ها [English]

  • Spray Atomization
  • Diesel Engines
  • CFD

مراجع

[1] Jeffrey, D. Naber. and Dennis, L. Siebers. "Effects of Gas Density and Vaporization on Penetration and Dispersion of Diesel Sprays". SAE Paper 960034, 1996.

[2] Ricart, L. M. Xin, J. Bower, G. R. and Reitz, R. D. "In-Cylinder Measurement and Modeling of Liquid Fuel Spray Penetration in a Heavy-Duty Diesel Engine ". SAE Paper 971591, 1997.

[3] Taskinen, P. "Effect of Fuel Spray Characteristics on Combustion and Emission Formation in a Large Medium Speed Diesel Engine". SAE Paper 982583, 1998.

[4] Kuensberg Sarre, C. V. Charng Kong, S. and Reitz, R. D. "Modeling the Effects of Injector Nozzle Geometry on Diesel Sprays". SAE Paper 1999-01-0912, 1999.

[5] Villiers, E, de. and Gosman, A. D. "Large Eddy Simulation of Primary Diesel Spray Atomization". SAE Paper 2004-01-0100, 2004.

[6] Kim, B. S. Yoon, W. H. Ryu, S. H. and Ha, J. S. "Effect of the Injector Nozzle Hole Diameter and Number on the Spray Characteristics and the Combustion Performance in Medium-Speed Diesel Marine Engines ". SAE Paper 2005-01-3853, 2005.

[7] Hajireza, S. Regner, G. and Christie, A. "Application of CFD Modeling in Combustion Bowl Assessment of Diesel Engines Using DoE Methodology". SAE Paper 2006-01-3330, 2006.

[8] Patterson, M.A. Kong, C. Hampson, G.J. and Reitz, R.D. " Modeling The Effects of The Fuel Injection Characteristics on Diesel Engine Soot and NOx Emission". SAE Paper 940523, 1994.

[9] Halstead, M. Kirsch, L. and Quinin, C. "The Auto ignition of Hydrocarbon Fueled at High Temperatures and Pressures–Fitting of a Mathematical Model". Combustion Flame, vol. 30, pp 45-60, 1977.

[10] Baumgarten, C. "Mixture Formation in Internal Combustion Engines". 1965.

[11] Dukowicz, J. K. "Quasi-Steady Droplet Change in the Presence of Convection". Informal Report Los Almos Scientific Laboratory LA7997-MS.

[12] Chengxin, Bai. and Gosman, A.D. "Development of Methodology for Spray Impingement Simulation". SAE 950283, 1995.

[13] AVL FIRE Help, Part: "Spray", v2008.

[14] Hiroyasu, H. and Nishida, K. "Simplified three-dimensional modeling of mixture formation and combustion in a DI diesel engine". SAE Paper 890269. 1989.

[15] Holeby Generating Sets, Martin's Marine Engineering, "Installation Aspects of MAN B&W Main and Auxiliary Engines", 037/95.47, 1995.

[16] AVL FIRE Help, Part: " CFD Solver ", v2008.

[17] Spalding, D.B. "Combustion and mass transfer. Oxford:Pergamon Press". 1979.

[18] AVL FIRE Help, Part: " Species Transport ", v2008.

[19] Liu, A. B. Mather, D. and Rietz, R. D. "Modeling the effects of drop drag and breakup on Fuel sprays". SAE Paper 930072, 1993.