تاثیر تعداد سوراخ های افشانه با تمرکز برخصوصیات دینامیکی آن و نقش آن در عملکرد و آلایندگی موتور RCCI

در این مطالعه، اثر تعداد سوراخ های افشانه بر فرآیند تزریق، اتمیزه کردن سوخت، کیفیت اختلاط، مشخصه های احتراقی و آلاینده های خروجی در یک موتور RCCI با استفاده از شبیه سازی سه بعدی در نرم افزار کانورج، بررسی شد. نتایج نشان داد که افزایش تعداد سوراخ های افشانه منجر به کاهش فشار و سرعت تزریق سوخت شده و در پی آن، قطر متوسط قطرات سوخت افزایش می یابد. این کاهش انرژی جنبشی و آشفتگی جریان، فرآیند شکست اولیه و ثانویه قطرات را تضعیف کرده و نرخ تبخیر سوخت و کیفیت اختلاط را به طور قابل توجهی کاهش می دهد. در افشانه با ۳ سوراخ، انرژی جنبشی بالای جریان پاشش منجر به تولید قطرات ریزتر، تبخیر سریع تر و بهبود اختلاط سوخت و هوا شد که به کاهش زمان تاخیر در اشتعال، افزایش بازده احتراقی و بازده داخلی ناخالص انجامید که بترتیب معادل ۱۷.۰۳ درجه، ۹۲.۱%  و ۳۹.۴% شده اند. در مقابل، افزایش تعداد سوراخ ها به ۶ (تعداد سوراخ افشانه پایه) و ۹، بدلیل افت انرژی جنبشی جریان و بزرگ تر شدن قطر قطرات سوخت، زمان اختلاط و مدت زمان احتراق را افزایش داده و موجب تضعیف فرآیند اتمیزه کردن شد. همچنین از منظر آلایندگی، افزایش تعداد سوراخ های افشانه، منجر به افزایش انتشار آلاینده های HC و CO بواسطه احتراق ناقص و کاهش انتشار اکسیدهای ازت بدلیل افت دمای حداکثری احتراق شد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که افشانه با تعداد سوراخ کمتر، بدلیل بهبود فرآیند اتمیزه کردن، اختلاط کارآمدتر و کاهش تاخیر در اشتعال، عملکرد احتراقی و بازده حرارتی موتور RCCI را به صورت چشمگیر بهبود می دهد.

کلیدواژه ها:

موتور RCCI ، تعداد سوراخ افشانه ، اتمیزه کردن سوخت ، کارایی احتراق ، انتشار آلاینده ها