Assessment of fuel spraying using schlieren system

Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW
Agriculture No 65 (Agricultural and Forest Engineering) 2015: 119-126
(Ann. Warsaw Univ. Life Sci. - SGGW, Agricult. 65, 2015)

Assessment of fuel spraying using schlieren system

MAREK KLIMKIEWICZ, PIOTR TOMCZYKOWSKI, JACEK SŁOMA, REMIGIUSZ MRUK
Department of Production Management and Engineering, Warsaw University of Life Sciences - SGGW

Abstract: This paper presents results of research on spraying a diesel oil, bioester, alternative fuel, which can be rapeseed oil and mixtures of fuels that can be used to fire engines with compression ignition. The fuels were sprayed using an injector with a pintile spray tip. This type of an injector is used in engines of older construction with indirect injection, which commonly utilize alternative fuels. In order to visualize the jets a schlieren system was utilized. The collected photos were used to determine the cone angle of the jet. Among the fuels tested the rapeseed oil was characterized by the worse spraying characteristics. The average value of the angle for jets of this type of an oil significantly deviated from the average angles of the remaining fuels. Bioester, obtained from a process of transesterification of the rapeseed oil, was characterized by a very good spray angle. Its average cone angle was very high. The differences in angles were mostly due to the viscosity of different fuels. Average jet angles of the sprayed fuel for the rapeseed oil after it was supplemented with fuels of lower viscosity
- ethylene and ethyl alcohol in an amount of 15%
- increased however the difference between the angles proved statistically insignificant.

Key words: bio-diesel, bio-fuel, diesel, rapeseed oil, schlieren

Streszczenie: Ocena rozpylania paliwa metodą smugoskopii. W pracy przedstawiono wyniki badań rozpylania oleju napędowego, bioestru, alternatywnego paliwa, jakim może być olej rzepakowy oraz mieszanina paliw, które mogą służyć do zasilania silników z zapłonem samoczynnym. Paliwa rozpylano, stosując wtryskiwacz z rozpylaczem czopikowym. Ten rodzaj rozpylacza stosowany jest w starszych konstrukcjach silników z wtryskiem pośrednim, które w warunkach eksploatacji często zasilane są paliwami alternatywnymi. Do wizualizacji strug zastosowano smugoskop wyposażony w kamerę. Uzyskane zdjęcia posłużyły do wyznaczenia kątów wierzchołkowych stożków strug. Spośród badanych paliw najgorzej rozpylany był olej rzepakowy. Wartość średniego kąta strugi tego oleju zdecydowanie odbiegała od wartości średnich kątów dla pozostałych paliw. Bioester, uzyskany z procesu transestryfikacji oleju rzepakowego, charakteryzował się zaś bardzo dobrym rozpyleniem. Jego średni kąt wierzchołkowy przyjmował duże wartości. Różnice w kątach wynikały głównie z różnic w lepkościach poszczególnych paliw. Średnie kąty strug rozpylonego paliwa uzyskane dla oleju rzepakowego po dodaniu do niego paliw o mniejszej lepkości etyliny oraz alkoholu etylowego w ilości 15% uległy zwiększeniu, lecz różnice w kątach okazały się statystycznie nieistotne.

Please use the following format to cite the selected article:
KLIMKIEWICZ M., TOMCZYKOWSKI P., SŁOMA J., MRUK R. Assessment of fuel spraying using schlieren system. Ann. Warsaw Univ. Life Sci. - SGGW, Agricult. 65, 2015: 119-126

Authors’ address:
Marek Klimkiewicz, Jacek Słoma
Wydział Inżynierii Produkcji SGGW
Katedra Organizacji i Inżynierii Produkcji
02-787 Warszawa,
ul. Nowoursynowska 164 Poland
e-mail: marek_klimkiewicz@sggw.pl
jacek_sloma@sggw.pl