Modelado numérico de un chorro atomizado no estacionario

Resumo

En el presente trabajo se realiza un modelo de simulación numérica de la formación de un chorro Diesel atomizado. El modelo se subdivide en varios submodelos para representar la inyección de la vena líquida, la atomización primaria, la atomización secundaria y la interacción de la gotas con el aire. El modelo de inyección genera ligamentos de forma cilíndrica que se sitúan a la salida de la tobera siguiendo una ley de inyección de velocidad determinada experimentalmente. Como modelo de atomización primaria se utiliza uno basado en el crecimiento de inestabilidades sobre la superficie de la vena. El modelo de atomización secundaria representa la rotura de la gota basándose en la analogía de Taylor. Se utilzia tamibén un modelo de interacción aerodinámica entre el líquido y el aire, estableciendo una discriminación en los diferentes coeficientes de frendado de los ligamentos dependiendo de la posición. Para las gotas, se utiliza un coeficiente de frenado que tiene en cuenta la oscilación de la gota resistencia al avance que se produce. Para validar los resultados numéricos se han realizado una serie de medidas experimentales del tamaño y velocidad de las gotas de un chorro Diesel atomizado e intermitente en una instalación creada a tal efecto. Las medidas se ha realizado con un sistema de anemometría de desfase doppler de dos componentes y una cámara CCD. Los resultados numéricos indican que la penetración del chorro en los instantes iniciales exhibe una pendiente menor a la que se puede medir posteriormente, debido a la ley de inyección utilizada. El modelo numérico se revela como una herramienta útila a la hora de realizar simulaciones de las principales características del chorro, así como estudios paramétricos en diferentes situaciones.