مدل سازي عددي احتراق اشتعال تراكمي با واكنش‌پذيري كنترل شده با سوخت گاز طبيعي/ بيوديزل

كارشناسي ارشد

امروزه انتشار گازهاي گلخانه¬اي و آلاينده¬ها توسط وسايل نقليه يكي از چالش¬هاي مهم در بحث گرمايش زمين و سلامت انسان¬هاست. علاوه بر آن مصرف بهينه انرژي ناشي از سوخت¬هاي فسيلي در وسايل نقليه يكي ديگر از دغدغه¬هاي جهاني اين روزهاست. لذا استفاده از موتورهاي احتراقي دما پايين همچون موتورهاي اشتعال تراكمي با واكنش‌پذيري كنترل¬شده جهت رفع مشكلات اشاره شده مي¬تواند راه¬گشا باشد. موتورهاي اشتعال تراكمي با واكنش‌پذيري كنترل¬شده از تزريق دو سوخت (سوختي با واكنش¬پذيري كم كه پاشش درگاهي مي¬شود و سوخت ديگر با واكنش¬پذيري زياد كه مستقيم به محفظه تزريق مي¬شود) به درون محفظه، پايش مي¬شود. تاكنون استفاده از سوخت¬هاي متنوع (سوخت¬ها با واكنش¬پذيري كم و سوخت¬ها با واكنش¬پذيري زياد) در اين موتورها، با توجه به ميزان آلايندگي و بهره¬وري مورد مطالعه قرار گرفته است. در اين پژوهش با توجه به مزيت¬هاي سوخت گاز طبيعي و سوخت بيوديزل به عنوان زوج سوخت در موتور اشتعال تراكمي با واكنش‌پذيري كنترل شده ، سعي بر آن شده تا با شبيه¬سازي عددي با استفاده از نرم افزاركانورج ، اثر متغيرها بر عملكرد موتور در اين حالت بررسي شود؛ چرا كه براي برخي از اين تغييرات امكان آزمايش عملي وجود ندارد. ابتدا نتايج حاصل از شبيه‌سازي صحه‌گذاري شد تا قابليت اطمينان ساير نتايج براي بحث و مقايسه فراهم گردد، سپس عملكرد موتور در دماهاي اوليه متفاوت و سپس در نسبت‌هاي مختلف دو سوخت مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل نشان داد افزايش دماي اوليه مخلوط، باعث بهبود كيفيت احتراق و گرم‌تر شدن احتراق مي‌شود و در نتيجه ميزان آلاينده‌هاي مونوكسيد كربن و هيدروكربن‌هاي نسوخته به ميزان قابل توجهي كاهش يافتند. شروع احتراق زماني كه دماي اوليه مخلوط 405 كلوين بود به ميزان 5.7 درجه ميل لنگ نسبت به زماني كه دماي اوليه مخلوط 355 بود سريع‌تر صورت گرفت. همچنين با افزايش درصد سوخت با واكنش پذيري بالا، رويكرد دوگانه‌اي در ميزان آلاينده‌ها و مشخصه‌هاي احتراقي موتور ملاحظه گرديد، به نحوي كه با افزايش درصد سوخت بيوديزل تا 40%، احتراق با كيفيت بالاتر و كامل تر صورت پذيرفت و با افزايش درصد سوخت با واكنش‌پذيري بالا تا 60% احتراق خنك‌تر و ناقص‌تر شد.

196466

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مكانيك

آيت قره قاني