بررسی اثر زاویه و نسبت هندسی در تشکیل جریان گردبادی داخل سیلندر

راهگاه ورودی در موتورهای با حجم بالا که عمدتا در کاربردهای دریایی استفاده می شود، پیچیدگی های موتورهای خودرویی و محدودیت های هندسی آنها را ندارد و می توان با محدود کردن راهگاه به پارامترهای اصلی هندسی، وضعیت عملکرد آن را بررسی نمود. در این پژوهش، بررسی اثر زاویه راهگاه ورودی و همچنین نسبت هندسی بر تشکیل جریان های گردبادی داخل سیلندر به روش شبیه سازی عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. شبیه سازی عددی به صورت سه بعدی و با استفاده از روش حجم محدود به کمک نرم افزار انسیس فلوئنت انجام شده است. بررسی اثر نسبت هندسی با تغییر قطر راهگاه ورودی و تثبت قطر سیلندر انجام گرفته است. در این پژوهش نشان داده شده است که در یک اختلاف فشار مشخص، افزایش قطر راهگاه ورودی سبب افزایش جریان Swirl در استوانه خواهد شد. همچنین افزایش قطر، افزایش جریان Tumble را نیز دربر خواهد داشت. در هر دو حالت رابطه همبستگی بین گشتاور و قطر از نوع سهمی تخمین زده می شود. همچنین با بررسی تغییرات گشتاور در اثر تغییر زاویه جریان ورودی، مشاهده شد هر چه جریان به طور افقی وارد محفظه احتراق شود جریان Swirl قوی تری ایجاد می شود و در این حالت رابطه بین گشتاور و زاویه از نوع سهمی است. در مورد جریان Tumble، با تغییر زاویه راهگاه از حالت افقی به عمودی، روند افزایشی-کاهشی-افزایشی مشاهده می شود و بیشینه Tumble در این حالت مربوط به حالتی است که جریان به طور عمودی یعنی موازی محور سیلندر وارد محفظه احتراق می شود