Analiza nastajanja tekućine filma na stjenci pri niskotlačnom ubrizgavanju fluida u obliku spreja

master's thesis

• Title (english): Analysis of wall film formation in low pressure injection of liquid spray
• Author: Ivan Duilo
• Mentor: Neven Duić (mentor)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture; Zagreb
• Defense date and country: 2011-07-08, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Mechanical Engineering

Abstract

Ovim radom će se pomoću računalnog softvera izvršiti analiza ubrizgavanja fluida u obliku spreja u zadanu geometriju. Na taj način će se simulirati uvjeti rada sličnih sustava koje nalazimo u sustavima motora s unutrašnjim izgaranjem. Prvi primjer simulacije jednog takvog sustava je ubrizgavanje spreja goriva u usisnu cijev motora. Iako već danas u uporabi imamo velik broj motora sa stranim paljenjem ("benzinski motori"-motori koji koriste strani izvor zapaljenja mješavine goriva i zraka, najčešće iskrom iz svjećice) koji imaju direktno ubrizgavanje goriva u cilindar još uvijek kod cestovnog prometa najveći udio motora sa stranim paljenjem koristi sustav koji ubrizgava gorivo u usisnu cijev cilindra te se mješavina za izgaranje formira prije ulaska u cilindar. Kod takvih sustava zbog ograničene geometrije često dolazi do sudara spreja sa stjenkom cijevi. U takvim uvjetima zbog te kolizije često dolazi do efekta vlaženja stjenke što na kraju rezultira stvaranjem potoka tekućeg filma goriva koji onda lagano teče prema glavi ventila i prilikom njegova otvaranja nekontrolirano ulazi u cilindar. Simulacijom takvog sustava pomoću geometrije cijevi i postavljene brizgalice analizirat će se pojava takvog tekućeg filma na stjenci te njegova debljina. Korištenjem računalnih alata za numeričko simuliranje interakcije fluida u određenoj geometriji ulazimo u granu mehanike fluida koja se zove Računalna mehanika fluida (RMF). Principi RMF-a i njegove pretpostavke će biti korišteni za ovu simulaciju i analizu dobivenih saznanja putem simulacije. Također da bi se potvrdila ispravnost simulacije napravit će se usporedba simulacije s dostupnim eksperimentalnim podacima te procjena odstupanja. Drugi primjer koji se može simulirati je ubrizgavanje otopine ureje i vode i interakcija njenog spreja sa stjenkom geometrije u koju se ubrizgava. Tu se također analizira interakcije spreja sa stjenkom i procesi koji se odvijaju. Kod ovog primjera zanimljiva točka gledišta je isparavanje ubrizgane tekućine na stjenci te efekt hlađenja stjenke koji se pri tome pojavljuje. Iz tog razloga glavna promatrana veličina kod ove analize će biti temperatura stjenke. Ovaj proces se pojavljuje u skoro svakom uređaju za selektivnu katalitičku redukciju. Ta tehnologija je vrlo često upotrebljavana u ispušnim sustavima motora u svrhu smanjivanja štetnih emisija. U prvom poglavlju dane su osnovne informacije bitne za ovaj rad. Sljedeće poglavlje opisuje matematičke modele koji su korišteni za opisivanje procesa bitnih za analizu ubrizgavanja spreja u određenu geometriju. Nakon toga su opisani osnovni principi računalne mehanike fluida. Sljedeća poglavlja sadrže opise analize računalnih simulacija za dostupne modele interakcije spreja/stjenka koji su dani u računalnom softveru "Fire". Nakon analize dobivenih simulacijskih rezultata dana je usporedba s dostupnim eksperimentalnim podacima. Zadnje poglavlje donosi zaključak o ovom radu i napomene za moguća daljnja istraživanja.

• Keywords: numeričke simulacije; film tekućine; sprej; računalna mehanika fluida
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:927799
• Study programme: Title: Mechanical Engineering; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva (magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Access restricted to students and staff of home institution
• Created on: 2019-05-21 22:31:48