بررسی عملکرد حرارتی اینترکولر در دامپ تراک مدل ۶-HD۳۲۵ با استفاده از روش های عددی

مطالعات متعددی با رویکرد روش های عددی برای بررسی و بهینه سازی عملکرد آنها انجام شده است.[۵-۳] افزون بر روش های عددی، مطالعات آزمایشگاهی نیز در زمینه بهبود طراحی و عملکرد مبدل های حرارتی انجام شده است.[۷-۶] برای مثال، لیو و همکاران [۹-۸] با طراحی مبدل های نوین برای خنک کاری روغن موتور عملکرد حرارتی و افت فشار در یک سیستم مهندسی حرارتی را به صورت تجربی بررسی کردند؛ همچنین احمدی و همکاران [۱۰] با ترکیب روش های عددی و تجربی عملکرد مبدل های پلیمری با هندسه های پیچیده را مورد مطالعه قرار دادند و به بهبود عملکرد حرارتی در مواد سبکتر دست یافتند. در موتورهای توربوشارژ و سوپرشارژ فشرده سازی هوا به طور اجتناب ناپذیر با افزایش دما همراه است؛ این افزایش دما موجب کاهش چگالی، هدررفت راندمان حجمی و در نتیجه کاهش توان خروجی موتور می شود. به منظور جبران این اثرات از اینترکولر (Intercooler) به عنوان یک مبدل حرارتی استفاده می شود که وظیفه آن کاهش دمای هوای فشرده شده پیش از ورود به محفظه احتراق است. در حقیقت، اینترکولر با ایفای نقش یک مبدل حرارتی و خنک سازی هوا باعث افزایش جرم حجمی، بهبود فرآیند احتراق، افزایش توان و گشتاور موتور و نیز کاهش احتمال پیش احتراق یا خوداشتغالی می شود. اصطلاح اینترکولر نخستین بار در موتورهای دوقلوی هواپیماهای توربوشارژ مطرح شد؛ جاییکه به منظور کنترل دمای هوای بین دو مرحله فشرده سازی مبدل حرارتی میان مرحله ای مورد استفاده قرار گرفت. این سامانه ها در دهه ۱۹۸۰ میلادی در خودروهای مختلف توسعه یافتند و نقش مهمی در بهبود عملکرد موتورهای توربوشارژ ایفا کردند. به طور کلی دو نوع اصلی اینترکولر وجود دارد که عبارتند از: ۱- هوا به هوا و ۲- هوا به آب. در نوع نخست، گرما از هوای فشرده به جریان هوای محیط منتقل می شود؛ در حالی که در نوع دوم از آب به عنوان سیال انتقال حرارت استفاده می گردد که کارایی بالاتری دارد و امکان طراحی فشرده تر را فراهم می کند. از دیدگاه عملکرد حرارتی، جنس مصالح اینترکولر نقش بسزایی در بازده انتقال حرارت دارد. هر چند مس دارای بیشترین ضریب انتقال حرارت است، اما به دلیل هزینه ی بالا، معمولا از آلومینیوم استفاده می شود که ضمن وزن کم و مقاومت در برابر خوردگی بازده حرارتی مناسبی را نیز فراهم می سازد. اگرچه تاکنون عملکرد مبدل های حرارتی مختلف از نقطه نظرات متعددی مورد بررسی قرار گرفته است، اما بر اساس اطلاعات نویسندگان عملکرد حرارتی سیستم اینترکولر در موتورهای خودروهای سنگین از جمله خودروهای حمل مواد در صنایع مختلف و معادن بزرگ مورد بررسی قرار نگرفته است. از این رو در این تحقیق تلاش می شود تا عملکرد حرارتی اینترکولر در یک دامپ تراک مدل ۶-HD۳۲۵ مورد استفاده در شرکت صنعتی و معدنی گل گهر سیرجان با استفاده از نرم افزار کامسول مورد بررسی و مطالعه عددی قرار گیرد.

Keywords:

اینترکولر , دامپ تراک , مدل ۶-HD۳۲۵ , عملکرد حرارتی , نرم افزار کامسول , مبدل حرارتی , روش های عددی