Inyector diésel geometría de boquilla

Pensé en una boquilla de inyector para un motor diesel con un formato de cámara de combustión alternativa (algo así como una cámara de combustión Heron ), y ahora me gustaría obtener una estimación del tamaño de la abertura.

La boquilla del inyector es básicamente un tubo con una aguja en su interior; la aguja tiene una brida en su extremo, fuera del tubo y en la cámara de combustión, que se extiende más allá del radio del tubo. Cuando el inyector está rociando, el combustible fluye entre la pared del tubo y el eje y se desvía hacia afuera por la brida hacia la cámara de combustión, formando un 'disco' plano de combustible entre el pistón y la parte superior del cilindro. El problema es calcular una estimación de la abertura $l$ entre la brida y el extremo trasero del tubo a partir de una descripción simplificada del frente de pulverización previsto.

Usaré coordenadas cilíndricas $r,\theta,z$ .

Parámetros de diseño:

• $Q_0$ , el caudal másico en el tubo
• , el radio de la brida (y, por lo tanto, de la boquilla)$r_0$
• , el radio de la cámara de combustión$r_c$
• , el tiempo asignado para la inyección de combustible a RPM máximas.$t_c$

Dominio del problema:

• (frente de pulverización)$S(r)=2\pi(r-r_0) l$
• (volumen ocupado)$V(r)=\pi(r^2-r_0^2) l$

Suposiciones

• El combustible ocupa toda la abertura de la boquilla, no diverge verticalmente y se distribuye uniformemente ( $\frac{\partial\rho}{\partial r} = \frac{\partial\rho}{\partial\theta} =\frac{\partial\rho}{\partial z} = 0$
• $Q_0$$Q_0=\iint_S \mathbf j\cdot d\mathbf S$

Entonces,

$$m(t_c)=\pi\rho(r_c^2-r_0^2) l=Q_0 t_c\\ \implies l=\frac{Q_0 t_c}{\pi\rho(r_c^2-r_0^2)}$$

Obtengo = 1.34 × 10 ^-5 cm = 134 nm para una aplicación de dos tiempos de alta velocidad ( = 2.2cm, = 1 mm, = 2 × 10 ^-4 s (más o menos el tiempo necesario para 10 °, mi estimación de la duración de la inyección, a 8000 rpm), = .8 g / s), que es absurdamente pequeña.$l$$r_c$$r_0$$t_c$$Q_0$

Aunque el orden de magnitud del resultado proviene principalmente de la duración de la inyección, no confío en mis resultados y creo que proviene de las suposiciones que hice. Además de eso, no sé cómo tener en cuenta el final de la inyección antes de la combustión, por lo que supuse que el inyector deja de inyectar en la combustión.

¿Hay algo malo con el análisis o cálculo que hice?

Revisando el problema nuevamente, resulta que las unidades estaban interactuando de una manera que no estaba teniendo en cuenta.

Cuando hice esta pregunta, y en cm. Sin embargo, estaba en kg / m ³ , y estaba en g / s ; Además, mi era demasiado grande (un Audi 3.3L V8 TDI alcanza 0.014 g / s por inyector).$r_c$$r_0$$\rho$$Q_0$$Q_0$

r 0 ρ Q 0$r_c$$r_0$$\rho$$Q_0$$l$$2\pi r_0 l$

Si hay una lección que aprender aquí, es verificar dos veces no solo sus dimensiones, sino sus unidades ... especialmente las relacionadas indirectamente con el resultado.