Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제29권1호
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pp.17-24
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2005
The characteristics of diesel spray have effect on the engine Performance such as power. fuel consumption and emissions. Therefore, This study was Performed to investigate the effect of various injection parameters. In this study. the experiment is performed by using the high temperature and high pressure chamber. Spray behaviors are visualized by using the high speed camera and spray angle. Penetration etc. are measured. Experimental results are summarized as follows ; 1) Correlations of spray Penetration is expressed as follows $$0$$t_b 2) Correlations of spray Angle is expressed as follows $$T_a=293K \;;\; tan({\theta}/2)=0.59({\rho}_a/{\rho}_f)^{0.437}$$$$T_a=473K\;;\; tan({\theta}/2)=0.588({\rho}_a/{\rho}_f)^{0.404}$$ 3) The measured macro characteristics - spray tip penetration and spray angle agreed well with established correlations.
This study describes the external spray characteristics of deflector nozzle such as the breakup procedures of liquid sheet, spray angle, discharge coefficient and bubble behaviors of spray and SMD at deflector nozzle. In order to visualize the spray behaviors shadow graphy technique were used. According to the increase of injection pressure, development of the spray passes through the dribbling, distoted jet, closed bubble due to the contraction by surface tension forces, the bubble opens into hollow tulip shape, and the curved surface straightened to form a conical sheet like as the simplex swirl atomizer. Spray cone angle was nearly 90 deg. Variations of SMD were examined in order to describe the dependency of SMD on the injection pressure and orifice diameter. The shape of deflector and oriffice diameter had an effect on the discharge coefficient.
This study is to investigate the spray behavior of DME-LPG blended fuels in common rail injection system for diesel engines. The visualization experiment was performed to analyze the macroscopic spray behavior of test fuels. In addition, the experiment using BOS(Background Oriented Schlieren) method is performed to compare liquid phase and gas phase. The test fuels are injected in high pressure chamber. The ambient pressure of high pressure chamber was formed by nitrogen gas. Spray tip penetration, spray cone angle and spray area were measured using high speed camera. SMD(Sauter Mean Diameter) and spray particle velocity were measured using the PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer) system to analyze the microscopic properties of test fuels. The results of this experiment showed that spray tip penetration, spray cone angle and spray area of DME-LPG fuels are similar to those of DME fuel. When compared to results of experiment using BOS, significant differences of spray tip penetrations, spray cone angle and spray area are showed because of gas phase. The results of experiment using BOS method showed higher values. SMD of DME-LPG blended fuels is smaller than that of DME fuel. Velocity of DME-LPG blended fuels is faster than that of DME fuel.
To find suitable injection pressure, ultra high pressure impinging spray characteristics were investigated with a impinging distance and a impinging angle by using high pressure injection system. As impinging distance was increased, spray penetration was decreased but spray height was increased. For increase of injection pressure, spray penetration and spray height were increased until 2,500bar. But over this injection pressure region, the rate of increase was decreased suddenly.
Recently LPG engine is developed to fulfill such new requirements as improved fuel efficiency in additional to further reduced exhaust emission. This experimental study is conducted to analyze spray characteristics for pintle type injector used in a LPLi (Liquid Phase LPG injection) engine. Since spray parameters including penetration length and spray angle make a role to design injector and engine intake system, spray visualization experiment is performed under atmosphere ambient and charging condition using Mie scattering method. From the experimental result under various LPG formation, the increased propane component decreases penetration length because boiling point of propane is lower than butane. To simulate intake charging condition in MPI engine, spray visualization is performed under high pressure condition. As a result, as ambient pressure is increased from atmosphere to 3.0 bar, penetration length is decreased. However, as ambient pressure is increased from atmosphere to 3.0 bar, spray angle is increased.
In this study, the characteristics of high-pressure swirl injector have been studied using a commercial CFD code, STAR-CD and experiment to investigate the effect of the length of orifice and swirl port on the spray characteristics. Influences of swirl port angle and initial conditions have also been examined in terms of penetration depth and Sauter`s mean diameter. Computed results of the spray characteristics are compared with experimental results. The results show that the tangential velocity at the nozzle exit decreases, but the axial velocity increases as swirl port angle is increased. Hence, the static flow rate increases, but the initial spray angle decreases with increasing the swirl port angle. It is also shown that the values of the initial SMD used as input data for spray simulation influences the penetration depth and SMD. The spray pattern from the present numerical simulation agrees well with experimental result.
The pressure-swirl atomizer is widely used for the injectors in liquid rocket engines thanks to its high performance atomization and broad stability margin range. Spray mixed-interaction is an important area of study especially in cases where the propellant is mixed by spray interaction after an oxidant and a fuel are discharged separately. This interaction of sprays results in a significant modification of the spray characteristics such as the spatial evolution of the sprays. Experiments are conducted by a photographic technique to quantify the merged angle of the interaction regions of sprays from two pressure-swirl injectors. The experimental results show that the merged angle is mainly determined by the momentum flux ratios between two swirled sprays.
The effect of four diesel fuels with oxygenated agents fuels on spray properties from plain-orifice atomizer was investigated. The oxygenates evaluated were diglyme, MTBE, DEE and DMM and were blended in weights of 5, 10, 15, 20 and 30% in a baseline diesel fuel. The physical properties such as surface tension, density and viscosity are also measured for each blended oxygenated fuels. It was found that changes in physical properties of fuels considered are enough to influence spray properties, i.e. spray angle, spray tip penetration and mean drop size. Spray properties were measured by PMAS(particle motion analysis system) which is employing a point measurement technology. Spray angle increased with increase in oxygenate content. The effect, however, was not great in the higher blend level. The oxygenated fuels produced more shorter spray tip penetration than diesel fuels. SMD was decreased with the increase in blending percent. SMD for DMM and DEE are represented 10.33 and 3.41% decreasing rates respectively. It was found that changes in spray characteristics of oxygenated fuel were easily large enough to impact pollutant emissions. It was clear from this study that spray characteristics of oxygenated fuel is one of possible cause of reducing pollutant emissions. It was clear from this study that spray characteristics of oxygenated fuel is one of possible cause of reducing pollutant emissions from diesel engines when oxygenated fuels is applied.
본 연구의 목적은 경제적이고, 친환경적인 가솔린 직접 분사 인젝터의 분무특성을 연구하는 것에 있다. 분무도달거리, 분무각 그리고 혼합기 형성과 같은 인젝터의 특성을 가시화 실험을 통하여 측정하였다. 특히 분무압력과 분위기압력이 분무 침투거리와 분무각에 미치는 영향을 분석하였다. 가시화 실험을 위하여 정적 연소실과 연료 공급장치를 제작하였다. 초고속 카메라와 LED광원을 이용하여 분무형상을 촬영하였고, 촬영된 영상으로 분무 특성을 분석하였다. 연소실내의 분위기압력이 감소하고, 연료의 분무압력이 증가할수록 도달거리는 증가하였다. 분위기압력과 분무압력에 대해 분무각의 변화는 미소하지만, 분위기압력이 분무각에 더 큰 영향을 미치고 있다.
To study diesel fuel spray behavior, an experimental study was undertaken to investigate injection characteristics in vary ing back pressure and atomization mechanism in a non-evaporating diesel spray. Generally, injection characteristics is the curve of fuel flow plotted against time. The area under this curve is equal to the total quantity of fuel discharged for one injection. The method that measures rate of injection is long tube-type fuel rate indicator. Diesel spray injected into a quiescent gaseous environment under high pressure is observed by taking high speed camera by the focused shadow photographs. The results show that, at the start of injection, as the injected fuel rushes into the quiescent atmosphere the spray angle becomes large. Finally the spray stabilizes at a constant cone angle. Spray penetration length increases with the injection pressure.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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