بررسي عددي و تجربي احتراق و آلايندگي RCCI با سوخت ديزل-گاز طبيعي

دكتري

اين رساله به صورت آزمايشگاهي و شبيه سازي عددي به بررسي استراتژي‌هاي مختلف پاشش سوخت ديزل، درصد جايگزيني سوخت گاز طبيعي، تاثير بازخوراني گازهاي اگزوز و تغييرات سيكلي بر احتراق و آلايندگي موتور اشتعال تراكمي كنترل واكنشي (RCCI) با سوخت ديزل-گاز طبيعي مي‌پردازد. در همين راستا در سه مرحله اصلي كار را جلو خواهيم برد: درمرحله اول استراتژي احتراق RCCI بر روي يك موتور احتراق داخلي ديزلي اجرا شد، بدين منظور، سيستم اختلاط هوا و گاز طبيعي به پورت ورودي سيلندر اضافه شد. در مرحله دوم اين تحقيق، درصدهاي مختلف سوخت ديزل و گازطبيعي مورد آزمايش قرار گرفت و در اين حالت مشخصه¬هاي پاشش سوخت به داخل محفظه احتراق شامل زاويه لنگ پاشش يك يا چند مرحله‌اي، فشار پاشش و ميزان پاشش در مرحله اول يا دوم مورد آزمايش قرار گرفت تا نقطه كاركردي پايدار تعيين گردد، همچنين استفاده از سوخت بيوديزل براي جايگزيني با سوخت ديزل بصورت تجربي مورد تست قرار گرفت. در مرحله سوم مدلسازي ديناميك سيالات محاسباتي براي بررسي بيشتر استراتژي‌هاي مختلف پاشش سوخت ديزل به داخل محفظه احتراق روي خصوصيات عملكرد و آلايندگي احتراق RCCI با سوخت گاز طبيعي با استفاده از نرم‌افزار كانورج انجام گرفت و نتايج بدست آمده با نتايج تجربي صحه¬گذاري گرديد. نتايج نشان مي‌دهد با افزايش فشار پاشش سوخت ديزل، شروع احتراق زودتر اتفاق مي‌افتد و بيشينه فشار داخل محفظه احتراق افزايش مي‌يابد و آلاينده‌ي ¬NOx افزايش و UHC و CO كاهش مي‌يابند. از طرفي نتايج پاشش دو مرحله¬اي سوخت ديزل نشان مي¬دهند كه با تعويق زاويه شروع پاشش اول بيشينه فشار داخل سيلندر، HRR و IMEP افزايش مي‌يابند و انتشار آلاينده NOx افزايش و UHC و CO كاهش مي‌يابند و برعكس اين نتايج با تعويق زاويه شروع پاشش دوم ايجاد مي‌شود. با افزايش ميزان بازخوراني گازهاي اگزوز، مقدار IMEP و بازده حرارتي حدود كاهش مي¬يابند، همچنين شروع، ميانه و انتهاي احتراق به علت كاهش ميزان اكسيژن داخل محفظه احتراق عقب مي¬افتد و توليد CO و UHC افزايش و برعكس ميزان NOx، كاهش مي¬يابد. علاوه بر اين، افزايش نسبت پيش اختلاط باعث كاهش راندمان حرارتي و افزايش انتشار UHC مي‌شود.

195419

دانشگاه علم و صنعت ايران

سيستم محركه خودرو

دكتر علي نصيري طوسي