شبیه سازی عددی و مطالعه پارامتریک موتور گازسوز پیش محفظه دار با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ولی عصر(عج)، رفسنجان

2 گروه مهندسی مکانیک، ذانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ولی عصر (عج) رفسنجان، رفسنجان، ایران

3 دانشگاه ولی عصر رفسنجان، دانشکده فنی، گروه مهندسی مکانیک

doi
10.22034/jfnc.2024.451260.1382
چکیده

سیستم احتراق پیش محفظه یک فناوری کلیدی برای امکان کارکرد موتورهای اشتعال جرقه‌ای در شرایط رقیق سوزی و احتراق پایدار است. لذا در تحقیق حاضر تأثیر نسبت چرخش، نسبت هم ارزی و زمان جرقه‌زنی بر فشار، دما، توان تولیدی موتور و میزان انتشار آلاینده یک موتورگازی پیش محفظه دار با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی مورد بررسی قرار گرفت. این تحقیق به‌طورکلی شامل سه قسمت است، در قسمت اول هندسه محفظه احتراق یک موتور که به فناوری پیش­محفظه مجهز است ترسیم شده و شبکه‌بندی شده است. در مرحله دوم حرکت دینامیکی به محفظه احتراق داده شده و محفظه در حالت موتورینگ (بدون احتراق) شبیه‌سازی شده است. در مرحله سوم، احتراق درون محفظه احتراق با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت مورد تحلیل قرار گرفت. این تحلیل که شامل روش­های حل مسئله دینامیک شبکه محاسباتی و انتقال اجزاء در اثر احتراق بود، پروفیل دما، فشار، مصرف سوخت، کار خروجی و سایر مشخصه‌‌‌های عملکردی موتور را در اختیار محققین قرار می‌دهد. تجزیه‌وتحلیل اثر نسبت سوخت هوا نشان داد که بهترین نسبت هم ارزی عملیاتی در بار کامل 2 است که نسبت هم ارزی موتور پایه است. همچنین نتایج نشان داد که زمان جرقه‌زنی 12 و 15 درجه قبل از نقطه مرگ بالا شرایط عملیاتی قابل قبولی را نشان می‌دهد. زمان جرقه‌زنی 12 تولید NOx کمتر و دمای گازهای خروجی بالاتری را در مقایسه با زمان جرقه 15 نشان داد.