دفاعیه ارشد: بررسی تاثیر پیش گرم کردن مخلوط سوخت-هوا و سرعت پاشش آن بر بازده موتور احتراقی درونسوز

بررسی تاثیر پیش گرم کردن مخلوط سوخت-هوا و سرعت پاشش آن بر بازده موتور احتراقی درونسوز روز دوشنبه، 27 بهمن، 1404 توسط موسسه آموزش عالی زند شیراز در شهر شیراز استان فارس برگزار می شود.

در این پژوهش، تاثیر پیش گرمایش مخلوط سوخت و هوا و تغییرات سرعت ورودی بر عملکرد و آلایندگی یک موتور درونسوز چهارزمانه به کمک شبیه سازی عددی و طرح آزمایش ترکیبی مورد بررسی قرار گرفت. هندسه سیلندر با قطر ۷۵ میلی متر و طول ۱۰۵ میلی متر در نرم افزار سالیدورکس طراحی و در کد تجاری انسیس فلوئنت مش بندی شد. مدل آشفتگی k-ω SST و مدل احتراق پیش مخلوط برای واکنش C₁₆H₂₉ با نسبت هوا به سوخت استوکیومتریک به کار گرفته شدند. انتقال حرارت از جداره ها با ضریب ۵۰۰ وات بر متر مربع کلوین و دمای دیواره خارجی ۳۵۳ کلوین تعریف شد. پارامترهای ورودی شامل دمای پیش گرمایش و سرعت ورودی بودند. نتایج نشان داد با افزایش سرعت ورودی و کاهش دمای مخلوط، تولید CO₂ به طور خطی کاهش یافته و بیشینه کاهش در دمای ورودی پایین تر مشاهده شد. افزایش دمای مخلوط و کاهش سرعت ورودی به ترتیب باعث کاهش سوخت باقی مانده در خروجی و کاهش فشار اوج در سیلندر گشت. در بهینه سازی کمینه سازی آلاینده ها، سرعت 028/39 متر بر ثانیه و دمای ۵ درجه سلسیوس با قابلیت دستیابی 60% به دست آمد. بیشترین نسبت توان به آلودگی در سرعت 462/49 متر بر ثانیه و دمای ۵ درجه سلسیوس با قابلیت دستیابی 61% حاصل شد. بیشترین نسبت توان به سوخت مصرفی در سرعت 946/69 متر بر ثانیه و دمای 264/16 درجه سلسیوس با قابلیت دستیابی 100% به دست آمد. در نهایت نشان داده شد استفاده از آلیاژ آلومینیوم – سیلیکون برای بدنه سیلندر می تواند منجر به کاهش دمای محفظه احتراق تا ۱۰ درجه سلسیوس، کاهش ۸٪ سوخت باقی مانده در گازهای خروجی و نیز کاهش 5% اوج فشار گردد. این نتایج می تواند راهنمای بهینه سازی شرایط ورودی و انتخاب جنس بدنه برای کاهش مصرف سوخت و آلایندگی در موتورهای درونسوز باشد. واژگان کلیدی: موتور احتراقی درونسوز، پیش گرمایش مخلوط سوخت-هوا، سرعت پاشش، شبیه سازی عددی، بهینه سازی، بازده
معرفی سخنرانان: نگارنده:حسین جعفری استاد راهنما:دکتر قاسمی استاد مشاور: دکتر نیازی استاد داور:دکتر آریانفر