A Spray/Wall Interaction Submodel for the KIVA-3 Wall Film Model

O’Rourke, P.J.; Amsden, A.A.

doi:10.4271/2000-01-0271

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“…2.67 × 10 5 372 395 β β 2 estimation β 2 is the fraction of α dry where the liquid film is separated from the wall by a vapor cushion in Equation (16). This means that (1 -β 2 )α dry is the fraction of the initial liquid film area A f which is already completely dry.…”

Section: Tablementioning

confidence: 99%

“…The vaporized mass per unit area is calculated by the following energy balance: (16) where L sat is the fuel latent heat of vaporization at the temperature T sat . Q wl is the heat flux per unit area between the wall and the liquid in direct contact.…”

Section: Equations For the Vaporized Mass And The Wall Heat Fluxmentioning

confidence: 99%

“…In this mode, the evaporation rate strongly depends on the turbulence level in the ambient gas [16][17][18].…”

Section: Physics Of Boilingmentioning

confidence: 99%

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A Comprehensive Model for Liquid Film Boiling in Internal Combustion Engines

Habchi

2010

Oil Gas Sci. Technol. – Rev. IFP

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Résumé -Un modèle complet pour l'ébullition de film liquide dans les moteurs à combustion interne -Dans cet article, les principaux processus physiques, régissant les régimes d'ébullition nucléée et de transition d'un film liquide, ont été examinés à partir des observations expérimentales disponibles dans la littérature. Les tendances physiques observées, ont été utilisées, pour développer un modèle phénoménologique complet pour l'ébullition de film liquide (LFB). Celui-ci permet le calcul de sa vaporisation, dans le régime d'ébullition nucléée, ainsi que, dans le régime d'ébullition de transition. Ces régimes sont identifiés par les températures de saturation, de Nukiyama et de Leidenfrost. L'estimation des températures de Nukiyama et de Leidenfrost, en fonction de la pression de gaz ambiante, a requis une attention toute particulière. Plusieurs courbes de durée de vie, de gouttes de grosse taille déposées sur une surface chaude dans diverses conditions, ont été choisies parmi celles qui sont disponibles dans la littérature récente pour la validation du modèle LFB. Les résultats numériques montrent que les ordres de grandeur et les tendances observées expérimentalement sont bien respectés. En particulier, le modèle LFB reproduit bien la disparition progressive du régime de Leidenfrost avec des pressions suffisamment élevées du gaz. D'autre part, l'augmentation progressive du taux de vaporisation du liquide avec la rugosité du mur, précédemment observée expérimentalement près du point de Leidenfrost, a été correctement prédite par le modèle LFB. Abstract -A Comprehensive Model for Liquid Film Boiling in Internal Combustion Engines -In this paper, the main physical processes governing the nucleate and transition regimes of the boiling of a liquid film were reviewed from the available experimental observations in the literature. The physical tendencies observed in most experiments have been used to develop a comprehensive phenomenological Liquid Film Boiling (LFB) model which allows the calculation of the vaporization of liquid films in the

show abstract

Section: Tablementioning

confidence: 99%

Section: Equations For the Vaporized Mass And The Wall Heat Fluxmentioning

confidence: 99%

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A Comprehensive Model for Liquid Film Boiling in Internal Combustion Engines

Habchi

2010

Oil Gas Sci. Technol. – Rev. IFP

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“…It assumed that the droplet drag coefficient was related to the magnitude of the drop distortion. The droplet-wall interaction model was based on the work of Stanton [49] and O'Rourke [50]. A liquid droplet may stick, rebound, spread or splash when it collides with a wall, depending on the impact energy and wall temperature.…”

Section: D Engine Modelmentioning

confidence: 99%

Effect of injection timing on mixture formation and combustion in an ethanol direct injection plus gasoline port injection (EDI+GPI) engine

Huang

Hong

Huang

2016

Energy

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Ethanol direct injection plus gasoline port injection (EDI+GPI) is a new technology to utilise ethanol fuel more effectively and efficiently in spark-ignition engines by taking the advantages of ethanol fuel and direct injection, such as the cooling effect and anti-knock ability. A full cycle numerical modelling including both port and direct injection sprays was performed to understand the mechanisms behind the experimental results of the EDI+GPI engine. The turbulence-chemistry interaction of the two-fraction-mixture partially premixed combustion was solved by a five-dimensional presumed Probability Density Function table.Effects of direct injection timing on fuel evaporation, mixing, wall-wetting, combustion and emission processes were investigated. The results showed that when the direct injection timing was retarded, the mixture around the spark plug became leaner and the distribution of equivalence ratio became more uneven.Moreover, late direct injection resulted in severe fuel impingement and caused local over-cooling effect and over-rich mixture. Consequently, the combustion speed and temperature were decreased by retarded direct injection timing, leading to reduced NO emission and increased HC and CO emissions. Finally, numerical modelling was performed to investigate the strategy of injecting small amount of ethanol fuel on reducing the fuel impingement and incomplete combustion caused by late direct injection.

show abstract

“…The first phenomenon and subsequent wall wetting [8,8] is underlined by shots performed in the engine in one cylinder during starter operation, for a temperature of 5°C. Figure 14 shows the impact of two injector sprays resulting from injections of previous engine cycles (without combustion).…”

Section: Starting Operation With Low Compression Ratio and Reference mentioning

confidence: 99%

Cold Start on Low Compression Ratio Diesel Engine: Experimental and 3D RANS Computation Investigations

Laget

Pacaud

Perrin

2009

Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP

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Résumé -Démarrage à froid d'un moteur Diesel à bas taux de compression : investigations expérimentales et numériques RANS tridimensionnelles -Les futures normes d'émission concernant les moteursDiesel imposent une réduction importante des émissions polluantes à la source, avant les dispositifs de post-traitement. La réduction de "production" de NOx en maintenant de très bas niveaux d'émission de suie, de HC et de CO doit être effectuée sans dégrader le confort de conduite et en contrôlant la consommation de carburant et le bruit de combustion. La réduction du taux de compression (CR) est l'une des voies les plus prometteuses pour atteindre cet objectif. La contrepartie liée à la réduction de taux de compression des moteurs Diesel est qu'elle induit une dégradation des capacités au démarrage. En conséquence, une importante limitation à la réduction du taux de compression des moteurs Diesel réside dans l'exigence de démarrer par de basses températures. En effet, la réduction de la température ambiante pénalise la vaporisation du carburant et les capacités à l'auto-inflammation, d'autant plus à très basses températures (-20°C et inférieures). Ce papier présente le travail réalisé sur un moteur Diesel HSDI 4 cylindres doté d'un système d'injection "Common rail". Trois types d'investigation ont été utilisés. Des expériences ont été réalisées jusqu'à de très basses températures (-25°C) ; des visualisations dans la chambre de combustion (vidéoscope) ont été faites et des calculs de dynamique des fluides ont été effectués pour des conditions de démarrage à froid. La chambre de combustion a été adaptée afin d'abaisser le taux de compression (CR 13,7:1) en modifiant la forme du bol dans le piston. Dans un premier temps, les résultats expérimentaux obtenus avec le moteur à bas taux de compression sont comparés à ceux obtenus avec les moteurs originaux ayant un taux de compression conventionnel. Par la suite, les paramètres d'injection ont été totalement changés (masse de carburant, avance à l'injection, pression d'injection, etc.). Ceci permet de réduire de façon significative le délai de démarrage avec le moteur à bas taux de compression. Ainsi, les délais de référence obtenus avec le moteur ayant un taux de compression conventionnel peuvent être atteints. De plus, les effets liés aux différents paramètres géométriques de la chambre de combustion tels que la position des sprays par rapport à la bougie de préchauffage ont été étudiés et ont montré un large potentiel en ce qui concerne l'amélioration du comportement du moteur en conditions froides. Notamment, une réduction accrue des délais de démarrage peut être envisagée. Afin de compléter les essais moteurs, des calculs de mécanique des fluides (CFD) ont été réalisés pour des conditions de démarrage à froid (-20°C). Les résultats obtenus sont en bon accord avec les visualisations optiques et les mesures de pression cylindre. Des corrélations entre expériences et calcul

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A Spray/Wall Interaction Submodel for the KIVA-3 Wall Film Model

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A Comprehensive Model for Liquid Film Boiling in Internal Combustion Engines

A Comprehensive Model for Liquid Film Boiling in Internal Combustion Engines

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