A mass transfer cavitation model for numerical 3D simulation of binary alkane mixture flow and application to high pressure injection

Zur Untersuchung der Segregation der Gemischbestandteile realer Kraftsto8e wird ein Massentransfermodell für die Kavitation von Alkan-Gemischen vorgestellt. Das Modell wird auf die Strömung in einem Dieselinjektor angewendet. Ein leichteres Octan/Heptan- sowie ein schwereres Dodecan/Heptan-Gemisch zeigen ähnliche Wirbel- und Dampfstrukturen. Die Intensität der Segregation korreliert mit der Menge an Dampf. Sie ist am stärksten bei Wolkenkavitation und niedrigem Nadelhub und am geringsten bei Stringkavitation und hohem Nadelhub. Für das leichtere Gemisch weichen die Massentransferraten beider Komponenten nur moderat voneinander ab. Für das schwerere Gemisch wird hingegen ein deutlich höherer Massentransfer von Heptan im Vergleich zu Dodecan beobachtet. Diese ausgeprägte kavitationsinduzierte Segregation führt dazu, dass die Flüssigphase an Heptan verarmt, während sie gleichzeitig mit Dodecan angereichert wird.