Simulação Numérica de Injeção em Sistema Diesel

Abstract

Os motores de combustão interna com ignição por compressão, conhecidos como ciclo Diesel, são alvo de diversos estudos relacionados a sua eficiência por estarem diretamente ligados aos custos dos transportes em diferentes modais. A injeção do combustível neste tipo de motor tem alto impacto em sua eficiência, de acordo com a forma que o bico injetor gera a mistura. Desta forma, este trabalho pretende analisar as capacidades de simulação numérica da injeção em motores de ignição por compressão, através do estudo fenomenológico interno ao bocal de injeção. Objetiva-se encontrar um modelo de simulação que demonstre corretamente processos de cavitação e suas influências em um consequente spray de injeção. São apresentadas duas diferentes configurações de modo a estudar a influência de certos parâmetros sobre a ocorrência da cavitação no furo do bocal de injeção. Esta correta previsão dos processos permite à indústria uma economia de tempo e recursos na construção de análises experimentais. É resaltada a importância da analise de cavitação pois a mesma tem influência direta nos processos de penetração da fase líquida e gasosa e na consequente atomização e combustão entre outros processos. Os resultados de fluxo interno mostram que a abordagem aqui realizada é condizente com a literatura, validações experimentais e simulações de spray baseados nesta abordagem são recomendados.

The internal combustion engines with compression ignition, known as the Diesel cycle, are the subject of several studies related to their efficiency because they are directly related to transport costs in different modes. Fuel injection in this type of engine has a high impact on its efficiency, according to the way the injector nozzle generates the mixture. In this way, this work intends to analyze the numerical simulation capacities of the injection in compression ignition engines, through the phenomenological study internal to the injection nozzle. Aiming to find a simulation model that correctly demonstrates cavitation processes and their influence on a consequent injection spray. Two different configurations are presented in order to study the influence of certain parameters on the occurrence of cavitation in the hole of the injection nozzle. This correct prediction of the processes allows the industry saving of time and resources in the construction of experimental analyzes. The importance of cavitation analysis is emphasized because it has a direct influence, among others, on the penetration processes of the liquid and gaseous phase and on the consequent atomization and combustion. The internal flow results show that the approach performed here is consistent with the literature, experimental validations and spray simulations based on this approach are recommended.