بررسی تاثیر استفاده نازل مارپیچ و افزایش فشار تزریق بر مشخصات خروجی و آلایندگی‌ محفظه احتراق

نویسندگان

1 عضو هیات علمی / دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه امام علی (ع)، تهران

2 دانشجوی دکترا / دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تهران، تهران

3 کارشناس ارشد / دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین

4 عضو هیئت علمی / پژوهشگاه هوافضا، تهران

doi
چکیده

در مقاله حاضر به بررسی تاثیر استفاده از نازل مارپیچ و افزایش فشار تزریق سوخت مایع بر عملکرد و نشر آلایندگی دوده، اکسید نیتروژن و مونوکسیدکربن محفظه احتراق یک سیستم پیشرانش پرداخته شده است. راهکارهای ارائه‌شده می‌توانند منجر به تغییر شدت قوع کاویتاسیون و مشخصات افشانه سوخت گردند. تاثیر هر کدام یک از راهکارهای پیشنهادشده با کمک مدل عددی سه‌بعدی در نرم افزار ای وی ال فایر، که با داده‌های تجربی موجود در هر قسمت صحت سنجی گشته، بر عملکرد موتور دیزل و تولید آلایندگی آن بررسی شده است. نتایج عددی حاصل نشان می‌دهند که ایجاد خان درون نازل منجر به ایجاد جریان چرخشی افشانه سوخت، افزایش زاویه مخروطی افشانه و شدت توربولانسی درون محفظه احتراق می‌گردد. افزایش زاویه مخروطی افشانه حاصل، عملکرد موتور دیزل را از طریق کاهش مصرف سوخت و افزایش توان و گشتاور تولیدی بهبود بخشیده و میزان تولید آلاینده اکسید نیتروژن و مونوکسید کربن به دلیل ایجاد مخلوط سوخت و هوای بهتر، افزایش شدت توربولانسی و مقدار دمای متوسط درون محفظه احتراق، به مقدار مناسبی کاهش می‌یابد. همچنین افزایش فشار تزریق می‌تواند عملکرد موتور دیزل را بهبود ببخشد. از نکات منفی افزایش فشار تزریق سوخت می‌توان به افزایش میزان تولید آلاینده اکسید نیتروژن اشاره کرد. با افزایش فشار تزریق سوخت از 1350 بار به 2100 بار، مصرف سوخت 38 درصد کاهش و توان و گشتاور تولیدی آن افزایش می-یابد. همچنین در این حالت آلاینده مونوکسید کربن 65 درصد کاهش و آلاینده اکسید نیتروژن 20 درصد افزایش می‌یابد.