شبیه سازی سه بعدی عملکرد و آلایندگی احتراق هیدروژن-دیزل در موتور دیزل سنگین در حالت بار کامل

با توجه به اثرات مخرب محیط زیستی مصرف سوخت های فسیلی، تحقیقات بسیاری برای انتخاب سوخت جایگزین با آلایندگی کمتر و منابع پایدار انجام شده است. در این بین هیدروژن یکی از برجسته ترین سوخت های جایگزین به شمار می رود زیرا مشخصه های احتراقی آن شبیه سوخت های فسیلی است و از طرف دیگر در دسته ی سوخت های پاک و تجدیدپذیر قرار گرفته است. در این مقاله به شبیه سازی احتراق دیزل – هیدروژن در موتور دیزل سنگین در حالت بار کامل و در سرعت rpm۱۶۰۰ پرداخته شده است. تمام مشخصه های موتور نظیر سرعت، زاویه پاشش، مدت پاشش و انرژی ورودی در شبیه سازی ثابت در نظر گرفته شده است. پارامتر متغیر، نسبت جرم یا انرژی هیدروژن به دیزل می باشد. هیدروژن به نسبت انرژی ورودی دیزل از ۰% (دیزل خالص) تا ۷۰% (۷۰% انرژی ورودی هیدروژن و ۳۰% انرژی از سوخت دیزل تامین می شود) تغییر داده شده است. نتایج شبیه سازی نشان دهنده آن است که در بهترین حالت جایگزینی هیدروژن به جای دیزل، آلاینده‎های اکسیدهای نیتروژن، دی اکسیدکربن، هیدروکربن نسوخته، دوده و مونواکسیدکربن به ترتیب به میزان ۸%، ۱۴%. ۵۴%، ۱۴%، ۷۰% کاهش خواهند یافت. تاثیر این جایگزینی بر عملکرد موتور نیز کاهش ۲.۸% راندمان اندیکاتوری است. جایگزینی هیدروژن به جای دیزل منجر به تاخیر در شروع احتراق و رشد نرخ افزایش فشار و افزایش حرارت آزاد شده خواهد شد، ولی این افزایش فشار منجر به پدیده کوبش نخواهد گردید.

کلیدواژه ها:

Combustion in diesel engine ، Hydrogen ، Emission ، Simulation ، Engine performance ، Alternative fuel ، احتراق موتور دیزل ، هیدروژن ، آلایندگی ، شبیه سازی ، عملکرد موتور ، سوخت جایگزین