بهینه سازی عددی و تحلیل احتراق کم دما در موتور RCCI تحت شرایط عملکردی مختلف به وسیله اپن فوم

این مقاله به بررسی کمی و بهینه سازی موتور اشتعال تراکمی کنترل واکنشی (RCCI) پرداخته است و معادلات حاکم و مدل های فیزیکی مورد نیاز برای شبیه سازی این موتور که شامل پیاده سازی معادلات جریان آشفته به همراه احتراق با واکنش های شیمیایی جزئی و تزریق راهگاهی و تزریق سوخت درون سیلندر (جریان دوفازی) به همراه جریان برگشتی گاز خروجی است بیان شده است. در این مقاله یک موتور دیزل سنگین کاترپیلار اسکوت 3401 مورد تحقیق قرار گرفته است و با تحقیقاتی آزمایشگاهی در شرایط موتور RCCI که توسط کوکجان و همکارانش انجام شده بوده است صحت سنجی شده است. نتایج به دست آمده از مجموعه کد اپن فوم با نتایج آزمایشگاهی تطابق بسیار خوبی داشت. میزان آلاینده ها اعم از اکسیدهای نیتروژن و دوده های حاصل از احتراق در موتور RCCI در مقایسه با سایر موتورهای هم رده بسیار ناچیز است، برای انجام بهینه سازی در ابتدا طراحی آزمایش انجام شده، سپس بر روی نتایج حاصل از طراحی آزمایش با استفاده از روش سطوح پاسخ، بررسی هایی برای متوجه شدن رابطه ی بین متغیرهای طراحی و پارامترهای هدف صورت گرفته است. نتایج بهینه سازی نشان میدهد که این موتور بازدهی قانون اول برابر 54 درصد، بازده قانون دوم 61 درصد، آلایندگی اکسیدهای نیتروژن 0/012 گرم بر کیلو وات-ساعت، آلایندگی دوده 0/012 گرم بر کیلو وات-ساعت و اتلاف حرارتی 1/75 درصد دارد که استاندارد آلایندگی US10، بالاترین استاندارد آلایندگی حال حاضر را می گذراند.

کلیدواژه ها:

موتور احتراق داخلی دیزلی با بازده بالا ، RCCI ، شبیه سازی با اپن فوم ، کاهش اکسیدهای نیتروژن و دوده