تحلیل یک موتور اشتعال تراکمی مخلوط همگن هیدروژن سوز از دیدگاه قانون اول و دوم ترمودینامیک

هیدروژن به عنوان یک سوخت پاک از دیرباز مورد توجه محققین صنعت موتورهای احتراقی بوده اما در سالهای اخیر با توجه به افزایش قیمت سوختهای فسیلی، کاهش منابع آنها و همچنین سختگیرانه تر شدن قوانین زیست محیطی توجه بسیاری از محققین را به خود جلب کرده است. علاوه بر چالش های تولید و ذخیرهسازی هیدروژن به عنوان سوخت، ارزیابی عملکرد موتور نیز امری ضروریست. تحلیل همزمان انرژی و اگزرژی درک بهتری از عملکرد موتور را فراهم نموده و به محققین امکان ارایه روشهای بهتر برای توسعه موتور را میدهد. در این پژوهش با استفاده از یک مدل ترمودینامیکی تک منطقه ای به تحلیل انرژی و اگزرژی یک موتوراشتعال تراکمی مخلوط همگن هیدروژنسوز پرداخته شده و تاثیر شرایط عملکردی موتور بر کارایی آن ارزیابی شده است. پارامترهای عملکردی مورد مطالعه شامل دور موتور، دما و فشار ورودی، نسبت همارزی و مقدار گازهای برگشتی بوده و در نهایت آنالیز حساسیت مولفه های انرژی و اگزرژی ناشی از پارامترهای ورودی موتور انجام شده است. نتایج حاصل از آنالیز حساسیت، بیانگر حساسیت ناچیز برگشت ناپذیری به دور موتور بوده در حالی که فشار ورودی بیشترین اثر را بر بازگشت ناپذیری داشته است. همچنین افزایش گازهای برگشتی سبب کاهش اگزرژی شیمیایی و افزایش اگزرژی ترمومکانیکی گازهای مخلوط ورودی میشود. همچنین با افزایش دمای مخلوط ورودی توان تولیدی موتور و اگزرژی شیمیایی مخلوط ورودی کاهش مییابد.

Keywords:

موتور اشتعال تراکمی مخلوط همگن , انرژی , اگزرژی , آنالیز حساسیت , هیدروژن