بررسی عددی اثر کسر انرژی گاز طبیعی براحتراق اشتعال تراکمی با واکنش پذیری کنترل شده در بارهای پایین

افزایش روزافزون قیمت فراورده های سوختی و محدودیت های زیست محیطی استفاده از موتورهای اشتعال جرقه ای و اشتعال تراکمی رایج را با محدودیت مواجه ساخته است. از این رو رژیم احتراقی اشتعال تراکمی واکنش کنترلی به عنوان راهکاری با بازدهی بالا و آلایندگی پایین NOx و دوده و همچنین مصرف سوخت پایین مورد توجه محققین و صنعتگران قرار گرفته است. در مطالعه ی صورت گرفته، از متان به عنوان سوخت با واکنش پذیری پایین در راهگاه و از دیزل به عنوان سوخت پاشش مستقیم با واکنش پذیری بالا به منظور ایجاد لایه بندی مناسب سوخت در سیلندر استفاده شده است. مدلسازی نیز توسط نرم افزار AVL FIRE کوپل با سینیتیک شیمیایی به منظور بررسی تاثیر مقدار هر یک از دو سوخت بر عملکرد احتراق و آلایندگی های این مدل احتراقی انجام شدهاست. کسر جرمی متان و دیزل براساس کسر انرژی تولیدی از آن ها در انرژی ورودی و نسبت هم ارزی کل ثابت، متغیر در نظر گرفته شده است. نتایج حاصل از این بررسی بدین گونه است که با افزایش کسر انرژی متان از 65 تا 85 درصد در شرایط دما و فشار ورودی ثابت شروع احتراق به علت افزایش عدد اکتان مخلوط و کاهش واکنش پذیری کلی مخلوط تاخیر در اشتعال تا 5 درجه بیشتر میشود و فشار موثر متوسط اندیکاتوری نیز افزایش می یابد در نتیجه مصرف ویژه ی سوخت نیز 5 درصد کاهش می یابد همچنین به علت کاهش دمای مخلوط آلایندگی اکسید ازت نیز کاهش یافته. اما با افزایش سهم متان، مونواکسیدکربن و هیدروکربن های نسوخته بیشتری تولید می شود. علاوه بر این در مطالعه ی صورت گرفته گونه های مهم و تاثیرگذار تولیدی و مصرفی نیز شناسایی شده اند.

Keywords:

احتراق اشتعال تراکمی واکنش کنترلی , سینیتیک شیمیایی , نسبت همارزی , کسر انرژی , AVL FIRE