بررسی عددی افزودن هیدروژن به گاز طبیعی در موتور گازسوز بر روی مشخصه های عملکردی موتور

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی شریف مهندسی مکانیک

2 دانشکاه صنعتی شریف مهندسی مکانیک

3 شرکت تحقیق طراحی و تولید موتور ایران خودرو (ایپکو)

4 شرکت تحقیق طراحی و تولید موتور ایران خودرو (ایپکو)

5 شرکت تحقیق طراحی و تولید موتور ایران خودرو (ایپکو)

doi
10.22034/jfnc.2024.436561.1372
چکیده

برای بهبود عملکرد موتورهای گازسوز، سوخت هیدروژن به‌دلیل ارزش حرارتی بالاتر، محدوده اشتعال وسیع‌تر، سرعت شعله بیشتر، احتراق سریع­تر و دمای احتراق کمتر، به عنوان مکمل، به همراه گاز طبیعی، به مخلوط ورودی موتور اضافه شد. یک موتور گازسوز از رده Light Duty، به‌عنوان موتور پایه، انتخاب شد. فرایند شبیه‌سازی موتور در نرم­افزار GT-Power انجام شد و با استفاده از نتایج آزمون عملکردی موتور پایه با سوخت گاز، صحه­ گذاری صورت گرفت. درصدهای مختلف ترکیب دو سوخت گاز طبیعی و هیدروژن با اعمال شرایط مختلف پایش احتراقی، بر روی مدل شبیه­ سازی اعمال شده و ضمن بررسی شاخص­ های عملکردی موتور مانند گشتاور، BSFC، بازده حجمی، BMEP، فشار درون سیلندر و NOx، بهترین درصدها برای مخلوط سوخت تعیین شده است. نتایج نشان می­دهد که افزودن سوخت هیدروژن به گاز طبیعی، باعث بهبود مشخصه­ های عملکردی موتور می­شود. براساس نتایج به‌دست آمده، با درصدهای هیدروژن معادل 10% تا 20% در ترکیب با گاز، شاخص­ های عملکردی بهبود می­ یابند و برای مقادیر هیدروژن بیشتر از 30% در ترکیب سوخت، اثر قابل ملاحظه ای در بهبود رفتار موتور رخ نخواهد داد.