Implementación de un Modelo de Cavitación para Inyectores Diésel con OpenFOAM

Abstract

La cavitación en motores diésel es un fenómeno que causa desgaste y deterioro en los orificios de las toberas del inyector; sin embargo, es un fenómeno necesario para atomizar y vaporizar el combustible, contribuyendo además a una mezcla más homogénea en la cámara de combustión. A diferencia de los enfoques clásicos para mitigar los efectos de la cavitación en los que se usan redondeos a la entrada del orificio de la tobera, en la presente investigación se propone varias obturaciones a lo largo de la longitud del orificio de la misma, para controlar la cavitación y mantener un nivel elevado de vaporización de combustible. Los resultados muestran que una tobera con obturaciones permite alcanzar el máximo de vaporización de combustible y un nivel de cavitación aceptable solo en una sección de la tobera. Cavitation in diesel engines is a phenomenon that causes wear and deterioration in the holes of the injector nozzles; however, it is a necessary phenomenon to atomize and vaporize the fuel, also contributing to a more homogeneous air fuel mixture in the combustion chamber. Unlike the classical approaches to mitigate the effects of cavitation in which rounding is used at the entrance of the nozzle hole, in the present research, several obturations are proposed along the length of the nozzle hole, in order to control cavitation and maintain a high level of fuel vaporization. The results show that a nozzle with obturations allows maximum fuel vaporization and an acceptable level of cavitation to be achieved only in one section of the nozzle.