تحلیل عددی اثر گاز سنتزی بر احتراق گاز طبیعی دریک موتور اشتعال ­تراکمی همگن

موتورهای اشتعال تراکمی همگن، با قابلیت تولید اندک آلاینده های NOx و دوده و انعطاف پذیری بالا در استفاده از سوخت های گوناگون، جایگزین بسیار مناسبی برای موتورهای دیزلی مرسوم ­اند. چالش اصلی در این موتورها کنترل زمان بندی احتراق خود به­ خودی است. از طرفی، گاز طبیعی، به عنوان سوختی پاک، همواره مورد توجه محققان بوده است و آزمایش های بسیاری هم در کارهای عددی و هم در کارهای آزمایشگاهی بر روی آن انجام شده است. این سوخت، به ­دلیل عدد اکتان بالای آن و میل کمی که به احتراق خودبه خودی دارد، نیازمند افزودن ترکیبات کمکی جهت بهبود زمان بندی مناسب احتراق است. در این تحقیق، با استفاده از مدل ترمودینامیکی چندناحیه ای و با درنظر گرفتن توزیع چگالی احتمال برای چینه بندی شرایط اولیه دمایی و گازهای باقی­ مانده، تاثیر افزودن گاز سنتزی بر احتراق گاز طبیعی در موتور تجربی CFR مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. عوامل تاثیرگذار بر زمان آغاز احتراق، توان و بازده موتور و میزان آلاینده های خروجی مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته اند. نتایج نشان می دهند که افزودن گازهای سنتزی می تواند گزینه بسیار مناسبی جهت زمان بندی احتراق باشد. افزودن گازهای سنتزی به مخلوط ورودی، ضمن اثرات ناچیز بر توان تولیدی و IMEP، سبب پیش رسی در احتراق و نیز بالاتر رفتن نرخ آزادسازی حرارت می شود که با افزایش نرخ آزادسازی حرارت و بیشینه دما، بازده حرارتی کاهش یافته و تولید NOx افزایش می یابد.

Keywords:

موتورهای اشتعال تراکمی همگن , مدل ترمودینامیکی چندناحیه ای , گاز طبیعی , چینه بندی دما , گازهای سنتزی