مروری بر احتراق هیدروژن در موتورهای دیزلی

موتورهای دیزلی به رغم راندمان بالا با چالش انتشار آلاینده های زیست محیطی به ویژه دوده و اکسیدهای نیتروژن مواجه هستند. در این راستا هیدروژن به عنوان یک سوخت پاک و کارآمد پتانسیل بالایی برای کاربرد در سامانه های دوگانه سوز دارد. این پژوهش به تحلیل عددی و تجربی احتراق مخلوط هیدروژن و دیزل در یک موتور اشتعال تراکمی با فشار بالا می پردازد. پژوهش حاضر تاثیر نسبت های مختلف اختلاط انرژی هیدروژن در محدوده تا (۴۵) (درصد) را بر عملکرد موتور، ویژگی های احتراق و انتشار آلاینده ها با استفاده از شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی و داده های آزمایشگاهی مورد بررسی قرار می دهد. تحلیل حاضر نشان می دهد که افزودن هیدروژن موجب بهبود ۸ درصدی راندمان حرارتی و کاهش چشمگیر ۹۵ درصدی انتشار دوده شده و در مقابل انتشار اکسیدهای نیتروژن در نسبت های مینی تا ۲۰ درصد افزایش یافته و در نسبت های بالاتر این روند متعادل می گردد. مقایسه سیستماتیک انجام شده در این مطالعه یک نقطه بهینه در نسبت اختلاط ۳۰ درصدی هیدروژن را به عنوان بهترین توازن بین عملکرد و آلایندگی معرفی می کند. این یافته ها پتانسیل بالای هیدروژن را برای تبدیل شدن به یک جایگزین راهبردی در موتورهای دیزلی فشار بالا تایید نموده اما مدیریت پدیده کوبش و انتشار اکسیدهای نیتروژن نیازمند راهکارهای کنترلی پیشرفته در آینده خواهد بود.

کلیدواژه ها:

موتور اشتعال ، تراکمی ، هیدروژن ، احتراق ، آلایندگی