فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

در این مقاله، یک موتور اشتعال تراکمی با واکنش‌پذیر کنترل شده با سوخت ترکیبی متان و هپتان نرمال به ­روش دینامیک سیالات محاسباتی به­صورت سه‌بعدی و با درنظرگرفتن سینتیک مفصل شیمیایی سوخت ترکیبی به ­وسیله نرمافزار AVL-FIRE  شبیه‌سازی شده است. به­ منظور اعتبارسنجی حل، نتایج تحلیل موتور با داده‌های تجربی مقایسه شده‌اند. تاثیر تغییر دمای ورودی و همین­طور تغییر ترکیب سوخت، بر پارامترهای عملکردی موتور نظیر فشار و دمای داخل سیلندر، نرخ آزادسازی انرژی و آلاینده‌ اکسیدهای نیتروژن، بررسی شده ‌است. نتایج این پژوهش نشان می­دهد با افزایش 30 درجه‌ای دمای اولیه نرخ واکنش‌های احتراقی افزایش یافته که منجربه افزایش تولید اکسیدهای نیتروژن می ­شود. این شرایط شدت صوت را به ­میزان 10 درصد افزایش داده و منجربه پیش‌انداختن فاز احتراقی به­ میزان 5 درجه لنگ خواهد شد. اما، از سوی دیگر به­ علت کاهش بازده حجمی ناشی از افزایش دما، بازده موثر موتور کاهش یافته و فشار موثر متوسط اندیکاتوری نیز  با کاهش 11 درصدی همراه می­شود. همچنین، کسر انرژی متان با فرض انرژی ورودی و نسبت هم‌ارزی کل ثابت، از 65 تا 85 درصد افزایش یافته، که منجربه تاخیر در اشتعال 5 درجه ای به­ علت افزایش عدد اکتان و کاهش واکنش‌پذیری کلی مخلوط شده و به افزایش فشار موثر متوسط اندیکاتوری و کاهش 5 درصدی مصرف ویژه‌ سوخت منتج می‌شود. از طرفی، به ­علت کاهش دمای احتراق، آلایندگی اکسیدهای نیتروژن نیز کاهش‌ می‌یابد. روند صعودی بهبود شرایط عملکردی موتور تا کسر انرژی 80 درصدی متان بوده است و در کسر انرژی­ های بیشتر عملکرد موتور با افت همراه می ­شود. در مجموع بررسی فاز احتراقی نشان می‌دهد که دمای ورودی و ترکیب مخلوط سوخت می‌تواند عامل موثری در کنترل فاز احتراق باشد.