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01.10.2016 | Research Article | Ausgabe 10/2016

Experiments in Fluids 10/2016

Measurement and characterization of fully transient diesel fuel jet processes in an optical engine with production injectors

Zeitschrift:
Experiments in Fluids > Ausgabe 10/2016
Autoren:
Nicholas Neal, David Rothamer
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.​1007/​s00348-016-2239-0) contains supplementary material, which is available to authorized users.
This work was funded by the US Army Research Office under contract number W911NF-11-1-0533 with Dr. Ralph Anthenien as the technical monitor.

Abstract

The effects of transient rate-of-injection profiles on high-pressure diesel fuel jets have been studied in an optically accessible internal combustion engine. High-speed optical imaging measurements were applied over a range of ambient conditions, fuel types, and injection parameters. This paper demonstrates that during the early part of the injection, while the liquid core is disintegrating, the penetration is functionally linked to the inviscid orifice exit velocity up until a downstream distance hypothesized to be the jet breakup length. The jets then transitioned to a mixing dominated penetration behavior afterward. Therefore, for cases that exhibit transient rate-of-injection profiles, quasi-steady penetration analytical solutions for penetration have poor agreement with the empirical data. The development of an adaptive edgefinding algorithm for accurately detecting jets in engines is detailed. These findings indicate that empirical correlations widely used throughout the engine community for estimating jet penetration do not accurately represent actual injection parameters under transient conditions.

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