بررسی عددی اثر دمای آب اضافه شده به سوخت اکتان بالا در یک موتور اشتعال تراکمی با واکنش پذیری کنترل شده (RCCI)

کاهش مصرف سوخت و آلایندگی ها و نیز افزایش توان و بازدهی از اهداف مهم پژوهش های حوزه   موتورهای درون سوزند.  با توجه به اثرات مثبت افزودن آب به مخلوط سوخت و هوای ورودی از منیفولد یک موتور درون سوز دماپایین، این مقاله به اثر تغییر دمای آب اضافه شده به سوخت اکتان بالا در یک موتور درون سوز اشتعال تراکمی با واکنش پذیری کنترل شده و سوخت دوگانه بنزین–دیزل می پردازد. دمای آب در بازه ی ۲۰ تا ۶۰ درجه   سلسیوس تغییر می کند.در این راستا، در حالی که مشخصه­ توان خروجی تقریبا ثابت نگه­ داشته شده است، آب با نسبت های جرمی مختلف جایگزین بنزین می شود، به گونه ای که میزان کاهش سوخت معادل مقدار آب افزوده باشد، اما جرم سوخت دیزل بدون تغییر باقی می­ماند. برای شبیه سازی عددی، از نزم افزار AVL-Fire به صورت کوپل با کد سینتیک مفصل شیمیایی استفاده شد. با مقایسه نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی در شرایط مشابه، نتایج عددی اعتبارسنجی شدند. نتایج نشان می دهند، با افزایش نسبت جرمی آب تا ۱۰درصد، فشار و دمای محفظه احتراق و نیز آلایندگی اکسیدهای نیتروژن به حد قابل توجهی افزایش می یابد، ولی با افزایش آب تا نسبت جرمی ۱۵درصد، روند کاهشی دیده می شود. ادامه روند افزایش نسبت جرمی آب تا ۲۰ درصد دوباره روند افزایشی را درپی دارد، با این تفاوت که در این نسبت جرمی دمای محفظه احتراق و آلایندگی اکسیدهای نیتروژن، علی رغم افزایش مشخصه های توان، افزایش چشم گیری نداشته اند. در ادامه، با درنظرگرفتن نسبت جرمی ۲۰ درصد، بررسی اثرات افزایش دمای آب اضافه شده روند رو به بهبودی را نشان می دهد، به طوری که بیشینه میانگین فشار داخل محفظه احتراق افزایش یافته، منجربه افزایش جزئی فشار متوسط موثر اندیکاتوری می شود. ازطرفی، به دلیل افزایش سطح تکمیل احتراق، آلایندگی CO به حد چشم گیری کاهش می یابد. همچنین، مصرف سوخت ویژه اندیکاتوری تا مقدار ۲ درصد کاهش می یابد.

Keywords:

RCCI , پاشش آب , دمای آب , فشار موثر متوسط اندیکاتوری , مصرف سوخت