کاهش همزمان آلاینده های NOx و Soot در یک موتور اشتعال تراکمی با کاربرد سوخت جایگزین بنزین با استفاده از مدل میدان جریان سه بعدی (CFD)

در مقاله حاضر با استفاده از یک مدل CFD سه بعدی، به بررسی فرآیند احتراق و تولید آلاینده ها در یک موتور اشتعال تراکمی با استفاده از سوخت بنزین پرداخته شده و سپس از لحاظ میزان تولید آلایندگی ها و سایر پارامترهای احتراق با سوخت دیزل که سوخت متداول این نوع موتورهاست مقایسه می شود. هر دو حالت بنزین سوز و دیزل سوز با نتایج تجربی مقایسه شده و مطابقت خوبی با این نتایج مشاهده شد. مهمترین آلاینده هایی که در موتور اشتعال تراکمی تولید می شوند، اکسیدهای نیتروژن (NOx) و دوده (soot) می باشند. بنزین به علت تاخیر در اشتعال بالا در تمام شرایط کاری میزان soot خیلی کمتری نسبت به سوخت دیزل تولید می کند. نحوه پاشش بنزین در مقاله حاضر بصورت دو مرحله ای می باشد که 30 درصد از سوخت در 137 درجه قبل از مرگ بالا و 70 درصد از سوخت در 8 درجه قبل از نقطه مرگ بالا پاشیده می شود. در این روش پاشش، بیشینه حرارت آزاد شده کاهش می یابد و در نتیجه بیشینه دمای داخل محظه سیلندر کاهش می یابد که باعث کاهش آلاینده NOx می گردد. از طرف دیگر به علت بالا بودن تاخیر در اشتعال سوخت بنزین، احتراق در نزدیکی مرگ بالا رخ می دهد و از این رو کار منفی در این نوع موتور کمتر است که باعث افزایش توان خروجی از موتور می گردد. میزان مصرف سوخت ویژه نیز در این حالت کمتر از موتور دیزلی است. پس با این روش می توان همزمان با کاهش میزان مصرف سوخت میزان تولید آلاینده های NOx و soot را نیز کاهش داد.

کلیدواژه ها:

مدل سازی عددی ، موتور اشتعال تراکمی ، بنزین ، کاهش همزمان NOx و soot ، کاهش مصرف سوخت