A New Method for Time-Resolved Full-Field Measurement of Local Average Gas Concentration During Fuel-Injection

Paulsen, Hallvard; Valland, Harald

doi:10.4271/960829

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“…Shadowgraph and schlieren techniques have been traditionally used to study the spatial distribution of density gradients within a transparent medium. The optical setup of conventional schlieren imaging is similar to that of shadowgraphy, except for the spatial filter (usually a knife edge) used to block part of the light from the test section. , Given the constraints associated with the geometrical configuration of diesel sprays generated by multi-hole injector nozzles, the double-pass schlieren arrangement has been used during the tests, as shown in the sketch of Figure . Details and main components forming this test setup are resumed in Table .…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Combination of Visualization Techniques for the Analysis of Evaporating Diesel Sprays

et al. 2012

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ResumenLa clave para reducir la formación de contaminantes, emisiones y aumentar la eficiencia en los motores de inyección directa diésel radica en entender y tener la capacidad de predecir los procesos de inyección, mezcla, evaporación y combustión. Con este objetivo, los distintos grupos de investigación y desarrollo de motores han intentado, durante décadas, comprender y describir mejor los fundamentos de estos procesos, incluyendo combustibles alternativos y estrategias de combustión novedosas. Los chorros de inyección, caracterizados principalmente por fenómenos físicos complejos e intrínsicamente estocásticos, presentan un reto significativo para los investigadores de motores y combustión. De igual manera, el alcance completo del efecto de la geometría de la tobera sobre un espectro grande de condiciones de inyección (incluyendo distintos combustibles) y variables de respuesta, no está completamente definido, a pesar de haber sido estudiado anteriormente.En esta tesis se estudia la influencia del flujo interno sobre un amplio espectro de condiciones y diagnósticos experimentales. Se realizaron experimentos para dos geometrías de tobera-toberas cilíndrica y cónica de un único orificio-y tres combustibles. Dos de los combustibles son puros-n-heptano y n-dodecanomientras el tercero es un combustible sustituto que consiste en una mezcla de tres componentes que busca representar mejor las propiedades físicas y químicas del diesel. Las medidas incluyen una caracterización hidráulica completa, compuesta por tasa de inyección y cantidad de movimiento instantáneas; una visualización de alta velocidad del chorro líquido isotermo; una visualización de alta velocidad del chorro inerte evaporativo, con captura simultánea de las fases líquida y vapor y, finalmente, una visualización del chorro reactivo a alta temperatura, con captura de la fase vapor y la quimioluminiscencia del radical OH* para cada evento de inyección. Todos los diagnósticos en condiciones de alta temperatura fueron realizados en una maqueta de alta presión y temperatura de flujo constante que permite controlar con precisión un rango amplio de condiciones termodinámicas (hasta 1000 K y 15 MPa).La tobera cilíndrica, con un diámetro de salida 8.6 % mayor que el de la cónica, presenta una penetración de chorro más lenta, a pesar de tener una tasa de inyección y flujo de cantidad de movimiento mayores en la parte estabilizada de la inyección. El ángulo del chorro mostró ser inversamente proporcional a la penetración. Este ángulo es principalmente determinado por la geometría de la tobera y la densidad del ambiente al que se inyecta. Por otro lado, tanto para el chorro isotermo como para el evaporativo inerte, los chorros producidos por la tobera cilíndrica presentan mayores fluctuaciones en el contorno detectado, lo cal, en el caso evaporativo, es cierto para las fases líquida y vapor. En el caso del chorro isotermo, la presión en el raíl mostró tener una pequeña influencia en el ángulo de chorro cercano y una influencia despreciable en las fluctuaciones...

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