ارائه یک مدل ریاضی برای محاسبه انتقال حرارت تشعشعی در سیلندر یک موتور احتراق جرقه ای

در این پژوهش به بررسی و محاسبه انتقال حرارت تشعشعی در سیلندر یک موتور احتراق داخلی بنزینی پرداخته و با ارائه یک مدل ساده ریاضی، مقدار تشعشع به روش عددی در طول زمان کارکرد موتور محاسبه شده است. هندسه مسئله یک استوانه فرض گردید که سطح بالایی آن سر سیلندر، سطح پایین آن، تاج پیستون و سطوح جانبی آن مربوط به جداره سیلندر می باشد. پس از شبیه سازی سیکل موتور و محاسبه دما و فشار گاز داخل سیلندر بر حسب زاویه گردش میل لنگ و همچنین تعیین نحوه تغییر آن با فاصله از مرکز سیلندر، با توجه به مشخصات هندسی موتور، کلیه پارامترها و ضرایب شکل محاسبه گردید . سپس با بررسی کامل واکنش شیمیایی احتراق، محاسبه اجزای واکنش پس از احتراق، تعیین مقدار و فشار جزئی هر یک از اجزای واکنش، ضریب صدور و جذب گاز داخل سیلندر بدست آمد. آنگاه با در نظر گرفتن المانهای گاز به صورت غیر هم دما، از روش ناحیه ای و با استفاده از رابطه تعادل انرژی در هر المان سطح و هر المان گاز و حل دستگاه معادلات حاصله، میزان انتقال حرارت ناشی از پدیده تشعشع در سطوح مختلف محفظه سیلندر محاسبه گردید. ضمنا جهت تحلیل دقیق، با در نظر گرفتن حرکت پیستون در هنگام احتراق و تغییر حجم فضای بالای سیلندر در ضمن گردش میل لنگ، تعداد المانهای متفاوتی در هر زاوهی از میل لنگ در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که 5 تا 8 درصد کل انتقال حرارت داخل سیلندر مربوط به تشعشع می باشد و نتایج بدست آمده با نتایج مراجع دیگر و موتورهای مشابه تطابق خوبی دارد.

کلیدواژه ها:

موتور جرقه اشتعال ، احتراق ، انتقال حرارت تشعشعی ، ضریب شکل ، مدل ریاضی