شبیهسازی سهبعدی و تحلیل عملکردی احتراق گاز طبیعی در یک موتوراشتعال تراکمی همگن با استفاده از دینامیک سیالات

موتورهای اشتعال تراکمی مخلوط همگن ایده مناسبی برای کاهش مصرف سوخت و همچنین آلایندگی در زمینه موتورهای احتراق داخلی به شمار میروند. یکی از مهمترین مشکلات در بهکارگیری این فناوری، کنترل زمان احتراق و محدوده باریک عملکردی آن میباشد. مدلهای کنترل محور با پاسخ سریع ابزاری برای غلبه بر این مشکلات است. در این مقاله محفظه احتراق یک موتور اشتعال تراکمی مخلوط همگن به صورت ابعادی و توسطیک نرمافزار تجاری دینامیک سیالات محاسباتی مدلسازی میشود. هدف اصلی از انجام این کار بررسی اثر تراکم و انتقال حرارت بر خصوصیات مخلوط در سیکل بسته موتور است. از آنجا که احتراق در موتورهای اشتعال تراکمیمخلوط همگن به شدت وابسته به سینتیک واکنش احتراقی است بنابراین زمان شروع احتراق و توسعه آن از میزانهمگنی مخلوط، فشار و توزیع دمای آن تاثیر میپذیرد. مدل ایجاد شده شامل شبکهبندی متحرک برای در نظر گرفتن حرکت پیستون است و هدف نهایی آن شبیهسازی فرآیند احتراق و پیشبینی پارامترهای عملکردی موتورنظیر، توان اندیکاتوری و میزان آلایندههای خروجی است. نتایج نشان دادند که پارامترهای کارکردی موتور نظیر دمای اولیه و نسبت تراکم گزینههای مناسبی برای کنترل زمانبندی احتراق میباشند. با افزایش این کمیتها،پیشرسی در زمان شروع احتراق اتفاق میافتد. در عین حال میزان آلایندههای اکسید نیتروژن افزایش یافته و از تولید آلاینده مونو اکسید کربن در گازهای خروجی کاسته میشود. افزایش غنای سوخت تاثیر عمدهای بر زمانبندی احتراق ندارد، ولی تغییر آن میتواند عامل مناسبی برای افزایش توان اندیکاتوری موتور باشد. سوخت غنیتر همراه با افزایش انرژی آزاد شده و بالا رفتن میزان آلاینده اکسید نیتروژن و مونو اکسید کربن است.

کلیدواژه ها:

موتور اشتعال تراکمی مخلوط همگن ، مدلسازی ابعادی ، توزیع دما ، آلایندهها ، توان اندیکاتوری