بررسی تأثیر پارامترهای عملکردی و هندسه محفظه احتراق بر ناپایداری احتراق فرکانس پایین در موتورهای سوخت مایع

در پژوهش حاضر، ناپایداری احتراق فرکانس پایین در موتورهای سوخت مایع برحسب پارامترهای طراحی مانند فشار، نسبت اختلاط و هندسه محفظه مدلسازی شده و نرم افزاری برای تحلیل و پیش بینی این پدیده ایجاد شده است. برای تعیین معادله مشخصه حاکم، تداخل بین نوسانات جریان در انژکتور به عنوان نماینده سیستم تغذیه و نوسانات فشار ناشی از احتراق در محفظه، مورد بررسی قرار گرفته است. مدلسازی دینامیک احتراق با استفاده از مدل تاخیر زمانی انجام شده است. برای افزایش دقت و تشابه مدل با واقعیت دینامیک احتراق، مدل تاخیر زمانی دوگانه یا تبخیر همراه با اختلاط استفاده شده است. برای بررسی مستقیم چگونگی تأثیر پارامترهای طراحی موتور، مدل توسعه داده شده برای شبیه سازی تأخیر زمانی دوگانه با روابط نیمه تجربی زمان تاخیر تبخیر و اختلاط تلفیق شده است. این روابط تابعی از نوع سوخت، خصوصیات اسپری و شرایط عملکردی محفظه احتراق می باشند. خصوصیات سوخت و اکسید با استفاده از روابط موجود در مراجع مدلسازی شده اند. برای تعیین خصوصیات اسپری، انژکتور هم محور گاز-مایع انتخاب شده است. نتایج نشان می دهد که افزایش فشار محفظه در نسبت اختلاط ثابت، محدوده پایداری موتور را افزایش می دهد. افزایش نسبت اختلاط محفظه در فشار ثابت در محدوده مورد مطالعه ابتدا باعث افزایش پایداری شده و پس از نسبت معینی ناحیه ناپایدار رشد می کند. همچنین افزایش طول در فشار و نسبت اختلاط ثابت، باعث افزایش ناحیه پایداری می گردد. افزایش نسبت همگرایی در فشار و نسبت اختلاط ثابت نیز باعث کاهش ناحیه پایداری می گردد. نتایج بدست آمده به صورت کیفی منطبق با نتایج و داده های موجود در مراجع می باشد.

Keywords:

ناپایداری فرکانس پایین , تأخیر زمانی , موتور سوخت مایع , مدل تبخیر پریم