حسین قماشی - شرکت گروه مپنا-بخش حمل و نقل ریلی
واناند عیسی جان - دانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب

با هدف بهبود عملکرد و آلایندگی موتور دیزل سنگین ۱۶RK۲۱۵، شبیه سازی عددی احتراق متان-دیزل با روش نوین اشتعال تراکمی کنترل واکنشی روی این موتور انجام شد. در فاز اول شبیه سازی احتراق با ۱۰۰% سوخت دیزلی انجام می شود و پس از صحت سنجی، با ادوانس زمانبندی پاشش، افزایش یا کاهش توان و آلاینده ها بررسی می شود. در فاز دوم، شبیه سازی احتراق دو سوخته انجام می شود. با هدف استفاده حداکثری از گاز متان به عنوان سوخت ارزان و پاک،۸۰% سوخت ورودی گاز متان و مابقی ۲۰% سوخت دیزل در شرایط اولیه حل عددی تعریف شد. نتایج در مقایسه با شبیه سازی با سوخت فقط دیزل نشان می دهند، با کاهش ۲۰% توان، راندمان حرارتی ۲% افزایش یافته و آلاینده مونو اکسید کربن تا ۵۰% کاهش می یابد. در فاز سوم با هدف جبران توان کاهش یافته و بهبود آلاینده ها در حالت دوسوخته، ابتدا اثر کاهش نسبت متان به دیزل بررسی می شود سپس تاثیر نسبت تراکم، زمانبندی پاشش و بازگردانی گاز های خروجی مورد بحث و بررسی قرار می گیرند. نتایج نشان می دهند بکارگیری ۷۰% متان و ۳۰% دیزل، احتراق کاملتر شده و راندمان حرارتی ۵.۲% افزایش می یابد. با ادوانس زمانبندی پاشش سوخت دیزل ضمن افزایش توان، کاهش آلاینده های مونواکسید کربن و اکسید های ازت به ترتیب ۱.۲ و ۵.۱ گرم بر کیلووات ساعت نتیجه می دهد. افزایش نسبت تراکم احتراق را به سمت کاملتر شدن سوق می دهد که ضمن افزایش دمای محلی باعث افزایش۷% آلاینده اکسید های ازت می شود.

احتراق موتور، دوگانه سوز، کاربرد ریلی و دریایی