Étude de l'écoulement cavitationnel dans un injecteur diesel simple trou

Mousseau, Alexandre (2014). Étude de l'écoulement cavitationnel dans un injecteur diesel simple trou. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L’objectif de cette étude est de déterminer les effets des propriétés du diesel ainsi que les conditions d’injection sur l’écoulement interne d’un injecteur diesel simple trou. Pour y parvenir, il a été nécessaire de développer un modèle numérique fiable afin de simuler l’écoulement interne sous des conditions de cavitation. La cavitation a été calculée en utilisant un modèle eulérien avec un fluide homogène qui utilise l’équation de Rayleigh-Plesset pour la croissance des bulles. Le modèle a été validé en calculant plusieurs coefficients, c'est-à-dire les coefficients de débit, de réduction d’aire et de vitesse. Ceux-ci ont été déterminés sous différents nombres de Reynolds et de cavitation afin d’évaluer l’effet de chaque nombre adimensionnel sur l’écoulement. Il a été déterminé que les deux nombres dimensionnels ont un effet sur l’écoulement. L’augmentation du nombre de Reynolds tend à diminuer la cavitation et ainsi augmenter le coefficient de débit. Cependant, l’augmentation du nombre de cavitation augmente la cavitation et donc diminue le coefficient de débit. De plus, il a aussi été déterminé que des simulations à haute pression d’injection peuvent être reproduites avec une pression d’injection plus faible si les nombres de Reynolds et de cavitation sont les mêmes. Ceci revient à dire que les deux seuls nombres adimensionnels qui gouvernent l’écoulement sont le nombre de Reynolds et de cavitation. Ultimement, un modèle numérique a été mis en place pour des études futures.

Résumé traduit

The objective of this study is to determine the effects of the properties of the diesel as well as the injection conditions on the internal flow of a single-hole injector. To achieve this, a reliable numerical model has been developed and simulations have been performed on a single-hole diesel injector under cavitating conditions. Cavitation has been calculated using an Eulerian single-fluid model based on the Rayleigh-Plesset equation for bubble growth. The model has been validated by calculating several coefficients which are: the discharge, the area-contraction and the velocity coefficients. These coefficients have been determined under different Reynolds and cavitation numbers to determine the impact of each dimensionless number on the flow. Both the Reynolds and the cavitation numbers have an effect on the flow. The augmentation of the Reynolds number tends to increase the discharge coefficient by reducing the cavitation. However, decreasing the cavitation number leads to more cavitation, hence to a reduced discharge coefficient. It has also been determined that simulation at high pressures can be reproduced with a lower injection pressure as long as the Reynolds and cavitation numbers stay the same. This amounts to affirm that the only dimensionless numbers that govern the flow are the Reynolds and the cavitation numbers. Ultimately, a reliable numerical model has been set up for future studies.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie, concentration génie aérospatial". Bibliographie : pages 123-127.
Mots-clés libres:	Carburants diesel Dynamique des fluides. Cavitation Modèles mathématiques. Dynamique des fluides Modèles mathématiques. Moteurs diesel Alimentation en carburant. cavitationnel, écoulement, étude, injecteur, paramétrique, injecteur diesel, CFD, étude numérique, multiphasique.
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Dufresne, Louis
Codirecteur:	Codirecteur Seers, Patrice
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt:	26 mars 2014 19:44
Dernière modification:	23 mars 2015 13:53
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1271

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