بهینه سازی ترمودینامیکی موتورهای دیزل مجهز به سیستم تزریق شمعکی با استفاده از الگوریتم ژنتیک

موتورهای دیزل مجهز به سیستم تزریق شمعکی به آن دسته از موتورهایی اطلاق می شود که مخلوط گاز طبیعی و هوا در سیکل مکش وارد سیلندر شده و سپس در کورس قدرت مقدار اندکی گازوییل به عنوان سوخت آتش زنه یا تزریق شمعکی به درون سیلندر پاشیده می شود. از ویژگی های اصلی موتورهای تزریق شمعکی کاهش شدید آلودگی ناشی از سوختن گازوییل است. در این تحقیق به بررسی و تحلیل این موتورها از دیدگاه انرژی و اگزرژی پرداخته شده است. برای این منظور روابط ترمودینامیکی حاکم بر چنین موتوری توسط نرم افزار متلب کدنویسی شده و برنامه با دریافت مشخصه های موتور پارامترهای عملکردی آن را ارایه می دهد. هدف اصلی این تحقیق یافتن نقطه بهینه عملکرد موتور، در حالتی که هر دو راندمان قانون اول و دوم بیشینه باشد و یافتن علت اصلی تخریب اگزرژی است. یافته ها این پژوهش نشان می دهد که با افزایش میزان تزریق گاز درون موتور راندمان قانون اول ترمودینامیک ابتدا کاهش یافته و سپس رو به افزایش می رود. این درحالی است که با افزایش میزان تزریق گاز درون موتور راندمان قانون دوم ترمودینامیک به صورت صعودی افزایش می یابد. اگر λ درصد گاز تزریق شده به موتور باشد، نتایج حاصل از بهینه سازی به کمک الگوریتم ژنتیک نشان می دهد که نقطه بهینه عملکرد چنین موتوری از لحاظ قانون اول و دوم ترمودینامیک در شرایطی خواهد بود که λ≥0.75 باشد. همچنین علت اصلی نابودی اگزرژی در موتور های مجهز به سیستم تزریق شمعکی مربوط به احتراق سوخت گازوییل به نظر می رسد.

Keywords:

احتراق , اگزرژی , تحلیل انرژی , موتور دیزل , موتور سوخت دوگانه