بررسي استفاده از سيستم اشتعال ليزري بر روي عملكرد و آلاينده‌هادر يك موتورSI

كارشناسي ارشد

سيستم اشتعال ليزري به عنوان يك سيستم پيشرفته و نوظهور در موتورهاي احتراق داخلي شناخته مي‌شود. اين سيستم داراي مزاياي بالقوه‌اي نسبت به اشتعال جرقه‌اي متداول مي باشد، به همين دليل مورد توجه محققان قرار گرفته است. در اين تحقيق براي بررسي عملكرد و آلاينده‌هاي موتور، از شبيه‌سازي سه بعدي يك موتور بنزيني پرخوران استفاده شده است. شبيه‌سازي در نرم افزار ديناميك سيالاتي كانورج انجام شده است. در شبيه‌سازي حاضر براي محاسبه معادلات حاكم بر سيال از حلگر PISO استفاده شده است. براي شبيه‌سازي سوخت در موتور از گونه شيميايي ايزو_اُكتان استفاده شده است. مدل آشفتگي جريان بكار گرفته شده در اين تحقيق مدل معروف RANS RNG k-ε مي‌باشد. در شبيه‌سازي اشتعال از سينتيك شيميايي استفاده گرديد، در نرم افزار كانورج براي حل سينتيك شيميايي از حلگر SAGE استفاده مي‌شود. پس از اتمام مدلسازي ابتدا اعتبارسنجي نتايج شبيه‌سازي موتور مورد نظر با داده‌هاي تجربي مورد بررسي قرار گرفت، سپس تغييرات لازم جهت شبيه‌سازي اشتعال ليزري در نرم افزار اعمال گرديد. نتايج بدست آمده براي اشتعال ليزري و مقايسه آن با سيستم اشتعال جرقه‌اي نشان داد، اين سيستم مي‌تواند در مقايسه ببا سيستم اشتعال جرقه‌اي با يك شرايط مشابه بيشينه فشار و دما سيلندر بيشتري توليد كند. همچنين نتايج بدست آمده براي توان انديكاتوري، فشار متوسط موثرانديكاتوري و بازده حرارتي براي سيستم اشتعال ليزري به طور قابل توجهي افزايش پيدا كردند. نتايج شبيه‌سازي اشتعال ليزري نشان داد، با بكارگيري اين سيستم آلاينده CO تا 10درصد كاهش يافته و بطور ناخوشايندي آلاينده NOx تا 40 درصد افزايش پيدا كرد.

196382

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مكانيك

دكتر علي قاسميان مقدم