مقایسه اگزرژیک عملکرد موتورهای احتراق داخلی اشتعال جرقه­ ای برای سوخت­ های بنزین، متان و هیدروژن

تحلیل اگزرژی ابزاری برای تعیین سهم فرآیندهای دخیل در انتقال قابلیت کاردهی ورودی به سیستم و مکانی که در آن افت انرژی مفید در یک سیستم یا فرآیند رخ می دهد است. در این تحقیق مقایسه اگزرژیک عملکرد موتور احتراق داخلی اشتعال جرقه ای برای سوخت­ های بنزین، هیدروژن و متان مدنظر است. برای این منظور ابتدا مدلسازی چندناحیه ای موتور برمبنای پیشروی شعله معرفی شده است. سپس پایه های مفهومی لازم به­ منظور انجام تحلیل اگزرژی سیستم، با تعریف عبارت اگزرژی و ایجاد معادلات تعادلی اگزرژی مربوطه و به ­کار بردن آن ها برای سیستم های بسته و حجم کنترل، بنا نهاده شده است. از نتایج این تحقیق مشخص می شود که بیشترین سهم بازگشت­ ناپذیری در موتور مربوط به فرآیند احتراق است. همچنین، برای شرایط استوکیومتری می ­توان به درصد اگزرژی منتقل ­شده با کار تقریبا برابر برای هر سه سوخت، بیشترین درصد بازگشت ناپذیری برای بنزین و کمترین درصد بازگشت ناپذیری مربوط به هیدروژن اشاره کرد. بررسی نتایج تحلیل اگزرژی در شرایط کاری مختلف نشان می ­دهد که افزایش دور موتور سبب افزایش انتقال اگزرژی با کار و کاهش انتقال اگزرژی با گرما می­ شود. همچنین، افزایش نسبت توازن سبب افزایش سهم اگزرژی مخلوط درون سیلندر و کاهش سهم بازگشت­ ناپذیری از اگزرژی ورودی می ­شود.

Keywords:

موتور احتراق داخلی , شبیه ­سازی چند ناحیه­ ای , تحلیل اگزرژی , سوخت­ های جایگزین