تحلیل حرارتی و دوفازی چند راهه دود موتور دیزل دریایی با درنظر گرفتن پدیده جوشش

چندراهه دود یکی از اجزای اصلی موتورهای احتراقی اعم از دیزلی و بنزینی می باشد که وظیفه تخلیه به هدایت گاز های احتراقی را عهده دار می باشد. با توجه نسبت تراکم بالا در موتورهای اشتعال تراکمی، بار حرارتی تولیدی این موتورها به نسبت موتورهای بنزینی بیشتر بوده و به طور خاص در کاربری های دریایی با استناد به قوانین و الزامات سختگیرانه موسسات دریانوردی، خنک کاری آن ها اجتناب ناپذیر خواهد بود. راه کار مناسب برای بررسی چگونگی عبور سیال درون چندراهه، بهره گیری از قوانین دینامیک سیالات محاسباتی است. بر این اساس پس از طراحی سه بعدی بدنه چندراهه و ایجاد شبکه بندی مناسب، با استفاده از دیدگاه جریان های چند فازی و با به کار بردن روش جداسازی RPI برای جوشش مادون سرد در فشار پایین، اقدام به شبیه سازی اثرات عبور جریان سیال درون چندراهه شده است. به منظور اعتبارسنجی روش مورد استفاده برای فرآیند جوشش، تا به نتایج به دست آمده با نتایج تجربی مورد بررسی قرار می گیرد. اطلاعات این پژوهش شامل توزیع دما، فشار، شیوه ی عبور جریان های داخلی و کسر حجمی بخار ایجاد شده درون چندراهه می باشد. نتایج حاکی از آن است که در ورودی و خروجی چندراهه تمرکز دمایی بالایی وجود دارد و در نظر گرفتن پدیده ی جوشش نسبت به فرض جریان تک فاز، سبب کاهش حداکثر دمای این نواحی شده است. فشار وارده به چندراهه بیشتر از سوی گازهای احتراقی است و فشار وارده از سوی سیال خنک کن در مقابل آن قابل چشم پوشی است. با تحلیل نتایج دو نقطه به عنوان مکان های بحرانی از نظر تمرکز دمایی معرفی شدند که تطابق محل ترک ایجاد شده در نمونه ی اصلی با یکی از این نواحی، نشان دهنده صحت و کیفیت نتایج به دست آمده است.

کلیدواژه ها:

چندراهه دود ، موتور شش سیلندر دیزل ، پدیده جوشش ، روش جداسازی RPI