ساخت مدل پیش بینی ذرات دوده در فرایند احتراق موتورهای دیزلی

در سال های اخیر، موتورهای دیزلی به دلایل گوناگون خصوصا ا ز نظر اقتصاد سوخت بهتر در مقایسه با موتورهای بنزینی با قدرت مشابه و پایین بودن میزان آلاینده هایی چون گازهای منواکسید کربن (CO) و هیدروکربن های نسوخته توجه پژوهشگران و مهندسان مربوطه را به خود جلب نموده است. متاسفانه در موتورهای دیزلی میزان دوده حاصله در مقایسه با موتورهای بنزینی بسیار بالا بوده و محدودیت های جدی از نظر عملکرد (قدرت محدود شده با دود سیاه) برای طراحان این موتورها ایجاد می نماید. در این کار پژوهشی، هدف ساخت زیرمدلی برای پیشگویی غلظت ذرات دوده در فرایند احتراق موتورهای دیزلی و تلفیق آن با مدل احتراق چند منطقه ای موجود در آزمایگشاه ماشین های حرارتی دانشگاه تبریز است. با این کار، مدل احتراق چند منطقه ای، قابلیت پیشگویی غلظت ذرات دوده در طول فرایند احتراق در داخل سیلندر و در گازهای خروجی موتورهای دیزلی را خواهد داشت. برای پیش بینی غلظت دوده در گازهای خروجی، ابتدا مقدار دوده تشکیل یافته و دوده اکسید شده در هر منطقه محاسبه شده و سپس از جمع جبری تفاضل این دو مقدار به عنوان مقدار دوده خالص باقی مانده، کل مقدار غلظت دوده در گازهای خروجی در هر درجه میل لنگ برآورد می شود. مدل فوق برای دو نوع موتور دیزلی خودرو و کشتی اجرا شده و مشاهده گردیده که دوده فقط در مناطقی از جت سوختی که دارای نسبت اکی والانس غنی تر از استوکیومتریک بوده و دمای بالایی دارند، تشکیل شده و اکسیداسیون آن در مناطقی که اکسیژن اضافی وجود داشته و دما هم بالا باشد، اتفاق می افتد. همچنین نتایج نشان می دهند که موتورهای دیزلی با جریان هوای گردابی شدید کمتر از موتورهای دیزلی با اطاقک احتراق ساکن، دوده تولید می نمایند. به طور کلی مقایسه نشان می دهد که توافق کیفی و کمی خوبی مابین نتایج پیشگویی شده و نتایج تجربی حاصله از موتورهای دیزلی فوق الذکر وجود دارد.