DEVELOPMENT OF A COMPUTATIONAL MODEL FOR A SIMULTANEOUS SIMULATION OF INTERNAL FLOW AND SPRAY BREAK-UP OF THE DIESEL INJECTION PROCESS

Abstract

El proceso de atomización desde una vena o lámina líquida hasta multitud de gotas dispersas en un medio gaseoso ha sido un fenómeno de interés desde hace varias décadas, especialmente en el campo de los motores de combustión interna alternativos. Multitud de estudios experimentales han sido publicados al respecto, pues una buena mezcla de aire-combustible asegura una evaporación y combustión mucho más eficientes, aumentando la potencia del motor y reduciendo la cantidad de contaminantes emitidos. Con el auge de las técnicas computacionales, muchos modelos han sido desarrollados para estudiar este proceso de atomización y mezcla. Uno de los últimos modelos que han aparecido es el llamado ELSA (Eulerian-Lagrangian Spray Atomization), que utiliza un modelo Euleriano para la parte densa del chorro y cambia a un modelo Lagrangiano cuando la concentración de líquido es suficientemente pequeña, aprovechando de esta manera las ventajas de ambos. En el presente trabajo se ha desarrollado un modelo puramente Euleriano para estudiar la influencia de la geometría interna de la tobera de inyección en el proceso de atomización y mezcla. Se ha estudiado únicamente el proceso de inyección diésel. Este modelo permite resolver en un único dominio el flujo interno y el externo, evitando así las comunes simplificaciones y limitaciones de la interpolación entre ambos dominios resueltos por separado. Los resultados actuales son prometedores, el modelo predice con un error aceptable la penetración del chorro, el flujo másico y de cantidad de movimiento, los perfiles de velocidad y concentración, así como otros parámetros característicos del chorro.