و ﯽﺟوﺮﺧ يﺎﻫهﺪﻨﯾﻻآ يور ﺮﺑ نآ تاﺮﺛا و دازآ...

12
ﭘﻨﺠﻤﯿﻦ ﮐﻨﻔﺮاﻧﺲ ﺳﻮﺧﺖ و اﺣﺘﺮاق اﯾﺮان ﺗﻬﺮان- داﻧﺸﮕﺎه ﻋﻠﻢ و ﺻﻨﻌﺖ اﯾﺮان- ﺑﻬﻤﻦ ﻣﺎه1392 1 ﺷﺒﯿﻪ ﺳﺎزي اﺣﺘﺮاق ﺳﻮﺧﺖ رادﯾﮑﺎل آزاد و اﺛﺮات آن ﺑﺮ روي آﻻﯾﻨﺪه ﻫﺎي ﺧﺮوﺟﯽ و ﻋﻤﻠﮑﺮد ﻣﻮﺗﻮر ﮐﻮرش ﻋﻄﺎرﯾﺎن1 * ، ﺣﺴﯿﻦ ﻗﻤﺎﺷﯽ2 ، اﻣﯿﻦ ﻣﯿﺮزاﻣﺤﻤﺪ3 داﻧﺸﮕﺎه آزاد اﺳﻼﻣﯽ- واﺣﺪ ﺗﻬﺮان ﺟﻨﻮب، ﮔﺮوه ﻣﮑﺎﻧﯿﮏ ﺗﺒﺪﯾﻞ اﻧﺮژي) * ﻧﻮﯾﺴﻨﺪه ﻣﺨﺎﻃﺐ: [email protected] ( ﭼﮑﯿﺪه: اﻣﺮوزه ﻗﻮاﻧﯿﻦ ﺳﺨﺘﯽ ﺑﺮاي آﻻﯾﻨﺪه ﻫﺎي ﺧﺮوﺟﯽ از ﻣﻮﺗﻮرﻫﺎ اﻋﻤﺎل ﻣﯽ ﺷﻮد. ﯾﮑﯽ از روش ﻫﺎي ﻣﻨﺎﺳﺐ و ﻣﻮﺛﺮ ﺑﺮاي ﺗﺒﻌﯿﺖ از اﯾﻦ اﺳﺘﺎﻧﺪار د ﻫﺎ و ﻗﻮاﻧﯿﻦ، اﺳﺘﻔﺎده از رادﯾﮑﺎل ﺳﻮﺧﺖ و ﯾﺎ اﺣﺘﺮاق رادﯾﮑﺎﻟﯽ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ. از اﯾﻦ راﻫﮑﺎر در ﻣﻮﺗﻮرﻫﺎي اﺣﺘﺮاق ﺗﺮاﮐﻤﯽ) CI ( و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﻣﻮﺗﻮرﻫﺎي اﺣﺘﺮاق ﺟﺮﻗﻪ اي) SI ( اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽ ﺷﻮد. در اﯾﻦ ﺷﯿﻮه ﺑﺎ وارد ﮐﺮدن رادﯾﮑﺎل ﺳﻮﺧﺖ ﺑﻪ ﻓﺮآﯾﻨﺪ اﺣﺘﺮاق، ﻋﻼوه ﺑﺮ ﮐﺎﻫﺶ ﻣﺼﺮف ﺳﻮﺧﺖ، آﻻﯾﻨﺪه ﻫﺎي ﮐﻤﺘﺮي ﻧﯿﺰ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ. در اﯾﻦ ﭘﺮوژه اﺣﺘﺮاق رادﯾﮑﺎﻟﯽ و ﻋﺎدي ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﺮم اﻓﺰارAVL FIRE ﺷﺒﯿﻪ ﺳﺎزي ﺷﺪه و ﻧﺘﺎﯾﺞ آن ﺑﺎ ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ ﻣﻘﺎﯾﺴﻪ ﺷﺪه اﻧﺪ. ﺑﺮ اﺳﺎس ﻧﺘﺎﯾﺞ ﺑﺪﺳﺖ آﻣﺪه ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از اﺣﺘﺮاق رادﯾﮑﺎﻟﯽ ﻣﯽ ﺗﻮان ﻋﻼوه ﺑﺮ دﺳﺘﯿﺎﺑﯽ ﺑﻪ ﻓﺸﺎر و ﺗﻮان ﺑﺎﻻﺗﺮ ﺑﺮﺧﯽ از آﻻﯾﻨﺪه ﻫﺎ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻣﻮﻧﻮﮐﺴﯿﺪﮐﺮﺑﻦ) CO ( و ﻫﯿﺪروﮐﺮﺑﻦ ﻫﺎي ﻧﺴﻮﺧﺘﻪ) UHC ( را ﮐﺎﻫﺶ داد اﻣﺎ آﻻﯾﻨﺪه ﻣﻮﻧﻮﮐﺴﯿﺪ ﻧﯿﺘﺮوژن) NO ( اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﯽ- ﯾﺎﺑﺪ. ﮐﻠﻤﺎت ﮐﻠﯿﺪي: اﺣﺘﺮاق رادﯾﮑﺎﻟﯽ، آﻻﯾﻨﺪه، رادﯾﮑﺎل ﺳﻮﺧﺖ، اﺣﺘﺮاق ﻋﺎدي1 - ﻣﻘﺪﻣﻪ: از اﺧﺘﺮاع ﻣﻮﺗﻮرﻫﺎي اﺣﺘﺮاق داﺧﻠﯽ ﺑﯿﺶ از ﺻﺪ ﺳﺎل ﻣﯽ ﮔﺬرد. اوﻟﯿﻦ ﻣﻮﺗﻮر اﺷﺘﻌﺎل ﺗﺮاﮐﻤﯽ ﺑﻮﺳﯿﻠﻪ ردﻟﻒ دﯾﺰل در ﺳﺎل1893 ﻣﯿﻼدي ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪ. از آن ﭘﺲ ﺗﮑﺎﻣﻞ و ﺑﻬﺮه ﮔﯿﺮي از ﻣﻮﺗﻮرﻫﺎي اﺣﺘﺮاق داﺧﻠﯽ ﺑﺎ ﭼﻨﺎن ﺷﺘﺎﺑﯽ ﺻﻮرت ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ ﮐﻪ اﻣﺮوزه از ﻣﻬﻤﺘﺮﯾﻦ اﺑﺰارﻫﺎي ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻗﺪرت ﻣﺤﺴﻮب ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ. ﯾﮑﯽ از ﻣﻬﻢ ﺗﺮﯾﻦ ﺣﻮزه ﻫﺎي ﮐﺎري ﮐﺎﻫﺶ ﻣﯿﺰان آﻻﯾﻨﺪه ﻫﺎ، ﻣﯽ- ﺑﺎﺷﺪ. ﯾﮑﯽ از راه ﻫﺎي ﭘﯿﺸﻨﻬﺎد ﺷﺪه ﺑﺮاي اﯾﻦ ﻧﻮع ﻣﻮﺗﻮرﻫﺎ اﺳﺘﻔﺎده از رادﯾﮑﺎل ﺳﻮﺧﺖ و ﯾﺎ اﺣﺘﺮاق رادﯾﮑﺎل ﻓﻌﺎل ﺳﻮﺧﺖ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ. روش ﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻔﯽ ﺑﺮاي ﺗﻮﻟﯿﺪ رادﯾﮑﺎل ﺳﻮﺧﺖ وﺟﻮد دارد. از ﺟﻤﻠﻪ: ﺗﻐﯿﯿﺮ ﺷﮑﻞ ﭘﯿﺴﺘﻮن و ﺗﺎج آن، ﺑﻪ دام اﻧﺪاﺧﺘﻦ ﮔﺎزﻫﺎي ﺧﺮوﺟﯽ ﺣﺎﺻﻞ از اﺣﺘﺮاق، اﺳﺘﻔﺎ ده از ﻣﯿﺪان ﻫﺎي اﻟﮑﺘﺮوﻣﻐﻨﺎﻃﯿﺴﯽ و ﻏﯿﺮه. ذرات ﻣﺰﺑﻮر ﮐﻪ ﻋﻤﺮ ﮐﻮﺗﺎﻫﯽ دارﻧﺪ، واﮐﻨﺶ دﻫﻨﺪه ﻫﺴﺘﻨﺪ و ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ذرات ﻣﯿﺎﻧﯽ ﻣﻄﺮح ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ ﻧﻘﺶ ﻣﻬﻤﯽ را در اﺣﺘﺮاق ﺑﻪ ﻋﻬﺪه دارﻧﺪ. اﯾﻦ ذرات در ﺗﻤﺎﻣﯽ ﻣﺮاﺣﻞ واﮐﻨﺶ- ﻫﺎي اﺣﺘﺮاﻗﯽ ﺣﻀﻮر دارﻧﺪ. اﯾﻦ ذرات ﺗﻌﯿﯿﻦ ﮐﻨﻨﺪه ﻓﺎﮐﺘﻮرﻫﺎي ﻣﻬﻤﯽ ﭼﻮن: ﻣﯿﺰان اﻧﺮژي ﺣﺎﺻﻞ از اﺣﺘﺮاق، ﻣﯿﺰان ﮔﺎزﻫﺎي ﮔﻞ- ﺧﺎﻧﻪ اي و ﻣﯿﺰان آﻻﯾﻨﺪه ﻫﺎ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﻨﺪ. ﺗﻌﯿﯿﻦ ﮐﻤﯽ اﯾﻦ واﮐﻨﺶ ﻫﺎي ﻣﯿﺎﻧﯽ ﺧﻮد ﯾﮏ ﻣﺴﺄﻟﻪ در ﺧﻮر ﺗﻮﺟﻪ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ و روش ﻫﺎي ﻣﻨﺤﺼﺮ ﺑﻪ ﻓﺮدي را ﻣﯽ ﻃﻠﺒﺪ. اﺣﺘﺮاق ﯾﮏ واﮐﻨﺶ ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ ﻃﯽ آن اﻟﻤﺎن ﻫﺎي ﻣﺸﺨﺼﯽ از ﺳﻮﺧﺖ) ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻫﯿﺪروژن و ﮐﺮﺑﻦ( ﺑﺎ اﮐﺴﯿﮋن ﺗﺮﮐﯿﺐ ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ و ﻣﻮﺟﺐ اﻓﺰاﯾﺶ دﻣﺎ در ﮔﺎزﻫﺎ ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ. از ﺟﻤﻠﻪ واﮐﻨﺶ ﻫﺎﯾﯽ ﮐﻪ در ﺗﻤﺎﻣﯽ ﻓﺮآﯾﻨﺪﻫﺎي1 - داﻧﺸﺠﻮي ﮐﺎرﺷﻨﺎﺳﯽ ارﺷﺪ داﻧﺸﮕﺎه آزاد اﺳﻼﻣﯽ واﺣﺪ ﺗﻬﺮان ﺟﻨﻮب، ﮔﺮوه ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ ﻣﮑﺎﻧﯿﮏ- ﺗﺒﺪﯾﻞ اﻧﺮژي2 - اﺳﺘﺎدﯾﺎر داﻧﺸﮕﺎه آزاد اﺳﻼﻣﯽ واﺣﺪ ﺗﻬﺮان ﺟﻨﻮب، ﮔﺮوه ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ ﻣﮑﺎﻧﯿﮏ- ﺗﺒﺪﯾﻞ اﻧﺮژي3 - داﻧﺸﺠﻮي ﮐﺎرﺷﻨﺎﺳﯽ ارﺷﺪ داﻧﺸﮕﺎه آزاد اﺳﻼﻣﯽ واﺣﺪ ﺗﻬﺮان ﺟﻨﻮب، ﮔﺮوه ﻣﻬﻨﺪﺳﯽ ﻣﮑﺎﻧﯿﮏ- ﺗﺒﺪﯾﻞ اﻧﺮژي

Upload: others

Post on 13-Mar-2021

8 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: و ﯽﺟوﺮﺧ يﺎﻫهﺪﻨﯾﻻآ يور ﺮﺑ نآ تاﺮﺛا و دازآ لﺎﮑﯾدار …ici.org.ir/FileForDownload/files/Conference/5/ICI-05-005.pdf · ناﺮﯾا

کنفرانس سوخت و احتراق ایرانپنجمین1392بهمن ماه -علم و صنعت ایراندانشگاه -تهران

1

هاي خروجی و سازي احتراق سوخت رادیکال آزاد و اثرات آن بر روي آلایندهشبیهعملکرد موتور

3، امین میرزامحمد2حسین قماشی،*1کورش عطاریان

انرژيواحد تهران جنوب، گروه مکانیک تبدیل-دانشگاه آزاد اسلامی)[email protected]: نویسنده مخاطب*(

:چکیدهتبعیت ازهاي مناسب و موثر براي یکی از روش. هاي خروجی از موتورها اعمال می شودامروزه قوانین سختی براي آلاینده

از این راهکار در موتورهاي احتراق . باشداستفاده از رادیکال سوخت و یا احتراق رادیکالی میقوانین، ها وداین استانداردر این شیوه با وارد کردن رادیکال سوخت به . شوداستفاده می) SI(اي و همچنین موتورهاي احتراق جرقه) CI(تراکمی

در این پروژه احتراق رادیکالی و . تولید خواهد شدهاي کمتري نیز فرآیند احتراق، علاوه بر کاهش مصرف سوخت، آلایندهAVLبا استفاده از نرم افزار عادي FIREبر اساس نتایج بدست . اندبا یکدیگر مقایسه شدهنتایج آنسازي شده وشبیه

مانند ها توان علاوه بر دستیابی به فشار و توان بالاتر برخی از آلایندهبا استفاده از احتراق رادیکالی میآمده- افزایش می) NO(را کاهش داد اما آلاینده مونوکسید نیتروژن ) UHC(هاي نسوختههیدروکربنو ) CO(مونوکسیدکربن

.یابد

احتراق رادیکالی، آلاینده، رادیکال سوخت، احتراق عادي: کلمات کلیدي

:مقدمه- 1درردلف دیزلتراکمی بوسیلهاشتعالموتوراولین .گذردمیسالصدازبیشداخلیاحتراقموتورهاياختراعاز

استگرفتهصورتشتابیبا چنانداخلیاحتراقموتورهايازگیريبهرهوتکاملپسآناز.شدساختهمیلادي1893سال-میها،هاي کاري کاهش میزان آلایندهترین حوزهیکی از مهم.شوندمیقدرت محسوبتولیدابزارهايمهمترینازامروزهکه

. باشدهاي پیشنهاد شده براي این نوع موتورها استفاده از رادیکال سوخت و یا احتراق رادیکال فعال سوخت مییکی از راه. باشدتغییر شکل پیستون و تاج آن، به دام انداختن گازهاي : از جمله. روش هاي مختلفی براي تولید رادیکال سوخت وجود دارد

ذرات مزبور که عمر کوتاهی دارند، واکنش دهنده . هاي الکترومغناطیسی و غیره ده از میدانخروجی حاصل از احتراق، استفا-این ذرات در تمامی مراحل واکنش. هستند و به عنوان ذرات میانی مطرح می شوند نقش مهمی را در احتراق به عهده دارند

-میزان انرژي حاصل از احتراق، میزان گازهاي گل:این ذرات تعیین کننده فاکتورهاي مهمی چون. هاي احتراقی حضور دارند

هاي باشد و روشهاي میانی خود یک مسأله در خور توجه میتعیین کمی این واکنش. باشندها میاي و میزان آلایندهخانهو مانند هیدروژن(هاي مشخصی از سوخت احتراق یک واکنش شیمیایی است که طی آن المان. طلبدمنحصر به فردي را می

هایی که در تمامی فرآیندهاي از جمله واکنش. شوندشوند و موجب افزایش دما در گازها میبا اکسیژن ترکیب می) کربن

تبدیل انرژي-دانشجوي کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، گروه مهندسی مکانیک- 1تبدیل انرژي-گروه مهندسی مکانیکاستادیار دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، - 2تبدیل انرژي-دانشجوي کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، گروه مهندسی مکانیک-3

Page 2: و ﯽﺟوﺮﺧ يﺎﻫهﺪﻨﯾﻻآ يور ﺮﺑ نآ تاﺮﺛا و دازآ لﺎﮑﯾدار …ici.org.ir/FileForDownload/files/Conference/5/ICI-05-005.pdf · ناﺮﯾا

کنفرانس سوخت و احتراق ایرانپنجمین1392بهمن ماه -علم و صنعت ایراندانشگاه -تهران

2

هایی هستند که در موتورهاي احتراق اي واکنشهاي زنجیرهواکنش. باشنداي میهاي زنجیرهپیوندند واکنشاحتراق به وقوع میدر بسیاري از . باشنداي با نرخ متفاوت سرعت میهاي مرحلهاي از واکنشها مجموعهاین واکنش. گیرندداخلی انجام می

ترین ذره با نام رادیکال آزاد شناخته در این فرآیندها فعال. ها مشخص نیستدقیق واکنش) سرعت(فرآیندهاي احتراق نرخ پیش رو ابتدا به مقالهدر .شودنشده اطلاق میهاي جفت در مجموعه اصطلاحات علم شیمی رادیکال آزاد به الکترون. شودمی

شود و در سازي عددي آن بحث میاحتراق و شبیههاي مدلسپس در خصوص کارهاي گذشته پرداخته خواهد شد معرفی [2 ,1].گیري ارائه خواهد شدپایان نتیجه

:استفاده از رادیکال سوخت در فرآیند احتراقکارهاي گذشته در خصوصمعرفی -2تحت عنوان محفظه احتراق براي موتورهاي احتراق US Patent No.5322042 (Di Priolo et al)اختراع : نمونه اول-

هاي خاص که به سبب ویژگیاستنوعی پیستون طراحی شده -داخلی و فرآیند احتراق با استفاده از ذرات رادیکال سوختتوان براي موتورهايدر این پیستون که می. گرفتندل و نظارت قرار میهاي سوخت تحت کنترآن، تولید و میزان ذرات رادیکال

تعبیه شده است تا ) محفظه اصلی احتراق(اي مورد استفاده قرار گیرد، فضاي فرورفتهاحتراق تراکمیو یا اياحتراق جرقهدر مجاورت ) Reaction Chamber(همچنین فضایی با نام محفظه واکنش . حداکثر میزان مخلوط سوخت و هوا را دریافت کند

شود تا در گیرد که بخشی از سوخت و هواي وارد شده در هر سیکل احتراق به آن قسمت وارد میمحفظه اصلی احتراق قرار میباشد در هر سیکل احتراق بخشی از مخلوط سوخت و هوا که در محفظه واکنش می.مراحل بعدي وارد فرآیند احتراق شود

گیرد و به این ترتیب ذرات رادیکال آزاد سوخت قرار می)Cool Flame Oxidation(یداسیون شعله سرد تحت یک واکنش اکس[3].در شکل زیر تصویر اختراع مزبور نشان داده شده است. شوند، تولید خواهد شدکه براي سیکل بعدي احتراق استفاده می

شیارهاي ممتدتصویر برش خورده از سیلندر و پیستون با –1شکل شماره

دستیابی به :دستیابی به احتراق رادیکالی از طریق محبوس کردن گازهاي خروجی حاصل از احتراق:نمونه دوم-این شرایط به طور مستقیم با میزان گازهاي خروجی حاصل از احتراق که در . شوداحتراق رادیکالی در شرایط خاصی ممکن می

هاي دارد البته عوامل دیگري مانند بار روي موتور، دور موتور و تمرکز هیدروکربناند ارتباطداخل سیلندر محبوس شدهکنترل خروج گازهاي حاصل از احتراق از محفظه احتراق و محبوس کردن بخشی . نسوخته و دماي گاز محبوس نیز موثر است

Page 3: و ﯽﺟوﺮﺧ يﺎﻫهﺪﻨﯾﻻآ يور ﺮﺑ نآ تاﺮﺛا و دازآ لﺎﮑﯾدار …ici.org.ir/FileForDownload/files/Conference/5/ICI-05-005.pdf · ناﺮﯾا

کنفرانس سوخت و احتراق ایرانپنجمین1392بهمن ماه -علم و صنعت ایراندانشگاه -تهران

3

Sliding(یک ورقه لغزنده .کندرا تضمین میHو OHهاي از آن گاز جهت حضور در سیکل بعدي احتراق وجود رادیکال

Plate( جهت اعمال مکانیزم خفگی)Throttling(این 2شمارهدر شکل. در دهانه پورت خروجی گازها تعبیه شده است[6-4].تر نشان داده شده استمکانیزم واضح

[4,5]اعمال مکانیزم خفگی- 2شکل شماره

:داخلیسازي احتراق در موتورهاي احتراق مدل- 3

در . استفاده شده استAVL FIREسازي احتراق رادیکالی در موتورهاي احتراق داخلی از نرم افزار براي انجام مدلبندي ترسیم شده و مشGambitدر نرم افزار Duetzموتور بایست طرح دو بعدي تاج پیستونسازي میابتدا جهت انجام شبیه

ترسیم طرح دوبعدي با استفاده از نقشه موجود در .) روفایل تاج و پیستون ترسیم شدبه علت تقارن، نیمی از پ. (انجام شود[7].باشدمیGambit ،Map-Quadافزار زنی مورد استفاده در نرمالگوي مش.صنایع کشور انجام شد

تصویر نیمی از پروفیل برش خورده تاج پیستون مورد مطالعه– 3شکل شماره

به طور عمده که ) به معناي تعمیم یافته استExtendedمخفف کلمه ECFM)Eمدل : احتراق مورد استفادهمدل-این مدل با مدل پاشش توأم . ، بکار گرفته شده استبوجود آمده استDI-SIجهت استفاده براي توصیف احتراق در موتورهاي

-پذیر میباشد را امکانمیNOو تشکیل EGRرا که شامل اثرات ) Stratified(چینه شده سازي احتراق چینهباشد و مدلمی

کنفرانس سوخت و احتراق ایرانپنجمین1392بهمن ماه -علم و صنعت ایراندانشگاه -تهران

3

Sliding(یک ورقه لغزنده .کندرا تضمین میHو OHهاي از آن گاز جهت حضور در سیکل بعدي احتراق وجود رادیکال

Plate( جهت اعمال مکانیزم خفگی)Throttling(این 2شمارهدر شکل. در دهانه پورت خروجی گازها تعبیه شده است[6-4].تر نشان داده شده استمکانیزم واضح

[4,5]اعمال مکانیزم خفگی- 2شکل شماره

:داخلیسازي احتراق در موتورهاي احتراق مدل- 3

در . استفاده شده استAVL FIREسازي احتراق رادیکالی در موتورهاي احتراق داخلی از نرم افزار براي انجام مدلبندي ترسیم شده و مشGambitدر نرم افزار Duetzموتور بایست طرح دو بعدي تاج پیستونسازي میابتدا جهت انجام شبیه

ترسیم طرح دوبعدي با استفاده از نقشه موجود در .) روفایل تاج و پیستون ترسیم شدبه علت تقارن، نیمی از پ. (انجام شود[7].باشدمیGambit ،Map-Quadافزار زنی مورد استفاده در نرمالگوي مش.صنایع کشور انجام شد

تصویر نیمی از پروفیل برش خورده تاج پیستون مورد مطالعه– 3شکل شماره

به طور عمده که ) به معناي تعمیم یافته استExtendedمخفف کلمه ECFM)Eمدل : احتراق مورد استفادهمدل-این مدل با مدل پاشش توأم . ، بکار گرفته شده استبوجود آمده استDI-SIجهت استفاده براي توصیف احتراق در موتورهاي

-پذیر میباشد را امکانمیNOو تشکیل EGRرا که شامل اثرات ) Stratified(چینه شده سازي احتراق چینهباشد و مدلمی

کنفرانس سوخت و احتراق ایرانپنجمین1392بهمن ماه -علم و صنعت ایراندانشگاه -تهران

3

Sliding(یک ورقه لغزنده .کندرا تضمین میHو OHهاي از آن گاز جهت حضور در سیکل بعدي احتراق وجود رادیکال

Plate( جهت اعمال مکانیزم خفگی)Throttling(این 2شمارهدر شکل. در دهانه پورت خروجی گازها تعبیه شده است[6-4].تر نشان داده شده استمکانیزم واضح

[4,5]اعمال مکانیزم خفگی- 2شکل شماره

:داخلیسازي احتراق در موتورهاي احتراق مدل- 3

در . استفاده شده استAVL FIREسازي احتراق رادیکالی در موتورهاي احتراق داخلی از نرم افزار براي انجام مدلبندي ترسیم شده و مشGambitدر نرم افزار Duetzموتور بایست طرح دو بعدي تاج پیستونسازي میابتدا جهت انجام شبیه

ترسیم طرح دوبعدي با استفاده از نقشه موجود در .) روفایل تاج و پیستون ترسیم شدبه علت تقارن، نیمی از پ. (انجام شود[7].باشدمیGambit ،Map-Quadافزار زنی مورد استفاده در نرمالگوي مش.صنایع کشور انجام شد

تصویر نیمی از پروفیل برش خورده تاج پیستون مورد مطالعه– 3شکل شماره

به طور عمده که ) به معناي تعمیم یافته استExtendedمخفف کلمه ECFM)Eمدل : احتراق مورد استفادهمدل-این مدل با مدل پاشش توأم . ، بکار گرفته شده استبوجود آمده استDI-SIجهت استفاده براي توصیف احتراق در موتورهاي

-پذیر میباشد را امکانمیNOو تشکیل EGRرا که شامل اثرات ) Stratified(چینه شده سازي احتراق چینهباشد و مدلمی

Page 4: و ﯽﺟوﺮﺧ يﺎﻫهﺪﻨﯾﻻآ يور ﺮﺑ نآ تاﺮﺛا و دازآ لﺎﮑﯾدار …ici.org.ir/FileForDownload/files/Conference/5/ICI-05-005.pdf · ناﺮﯾا

کنفرانس سوخت و احتراق ایرانپنجمین1392بهمن ماه -علم و صنعت ایراندانشگاه -تهران

4

هاي تمامی ویژگیECFMمدل . این مدل بر توصیف مشروط سوختن یا نسوختن خواص ترموشیمیایی گاز متکی است.سازدCFM و بهبودهاي مدلMCFM[8].باشدرا دارا می

در این مدل یک . استفاده کردCFMهاي براي تمامی مدلتوان از این مدل اشتعال می-مدل کروي: مدل اشتعال-زنی به همراه چگالی سطحی زنی، شعاع هسته و طول مدت جرقهزنی، زمان جرقههسته شعله کروي با استفاده از موقعیت جرقه

زنی ثابت ههاي اشتعالی در سراسر هسته شعله و در مدت زمان جرقچگالی سطحی شعله در تمام سلول. شودشعله منتشر می[8].بایست جهت توسعه احتراق حفظ شودپس از پایان اشتعال، چگالی سطحی شعله می. شودنگهداشته می

این مکانیزم مطابق با فرض تعادل شیمیایی - Extended Zeldovich +Prompt +Fuelمدل : NOxتشکیل مدل-از آنجایی که غلظت آن به سینتیک . وان ذرات میانه نیاز استشود، که به معناي آنست که فقط به اتم نیتروژن به عنتعریف می

-بایست واکنشباشد بلکه به جاي آن میباشد، نیازي چندان به بررسی اکسیداسیون سوخت نمیشیمیایی احتراق وابسته نمی

احتراق با اکسیژن در نواحی . کوچک استNهاي سازي اکسیداسیون اتماز سوي دیگر انرژي فعال. هاي شیمیایی بررسی شوندپایدار ایجاد شود و بنابراین یک وضعیت شبهنرخ مصرف اتم نیتروژن آزاد برابر با نرخ تشکیل آن می) نواحی سوخت کم(کافی

:براي سه واکنش حرارتی به صورت زیر استNOنرخ کلی تشکیل . شودمی

)1(

CNO : نرخ تشکیلNO ،kf : ،نرخ انجام واکنش در جهت پیشروندهkb :نرخ انجام واکنش در جهت عکس.K°1800چنانچه دما زیر NOنرخ تشکیل – 1600°K باشد کم خواهد بود این قضیه براي نواحی پرسوخت نیز حاکم

برسد، K°1800الخصوص بالاي از طرفی دیگر اگر دما افزایش یابد علی. هاي اکسیژن استاست و علت آن غلظت کم اتم[9,10].گیردبه شدت سرعت میNOتشکیل

-معادلات اساسی مومنتوم پیوستگی و انرژي براي یک سیکل بسته محاسبه می: هاي حاکم بر مسألهمعادلات و مدل-

-ی میهاي سرعت و فشار و معادله انرژي مربوط به محاسبه آنتالپمعادلات مومنتوم و پیوستگی مربوط به محاسبه میدان. شود

: توان به صورت زیر نوشتشکل کلی معادلات بقا جرم، مومنتوم و انرژي را به ترتیب براي یک حجم کنترل می. باشد

)2(

)3(

)4(

کنفرانس سوخت و احتراق ایرانپنجمین1392بهمن ماه -علم و صنعت ایراندانشگاه -تهران

4

هاي تمامی ویژگیECFMمدل . این مدل بر توصیف مشروط سوختن یا نسوختن خواص ترموشیمیایی گاز متکی است.سازدCFM و بهبودهاي مدلMCFM[8].باشدرا دارا می

در این مدل یک . استفاده کردCFMهاي براي تمامی مدلتوان از این مدل اشتعال می-مدل کروي: مدل اشتعال-زنی به همراه چگالی سطحی زنی، شعاع هسته و طول مدت جرقهزنی، زمان جرقههسته شعله کروي با استفاده از موقعیت جرقه

زنی ثابت ههاي اشتعالی در سراسر هسته شعله و در مدت زمان جرقچگالی سطحی شعله در تمام سلول. شودشعله منتشر می[8].بایست جهت توسعه احتراق حفظ شودپس از پایان اشتعال، چگالی سطحی شعله می. شودنگهداشته می

این مکانیزم مطابق با فرض تعادل شیمیایی - Extended Zeldovich +Prompt +Fuelمدل : NOxتشکیل مدل-از آنجایی که غلظت آن به سینتیک . وان ذرات میانه نیاز استشود، که به معناي آنست که فقط به اتم نیتروژن به عنتعریف می

-بایست واکنشباشد بلکه به جاي آن میباشد، نیازي چندان به بررسی اکسیداسیون سوخت نمیشیمیایی احتراق وابسته نمی

احتراق با اکسیژن در نواحی . کوچک استNهاي سازي اکسیداسیون اتماز سوي دیگر انرژي فعال. هاي شیمیایی بررسی شوندپایدار ایجاد شود و بنابراین یک وضعیت شبهنرخ مصرف اتم نیتروژن آزاد برابر با نرخ تشکیل آن می) نواحی سوخت کم(کافی

:براي سه واکنش حرارتی به صورت زیر استNOنرخ کلی تشکیل . شودمی

)1(

CNO : نرخ تشکیلNO ،kf : ،نرخ انجام واکنش در جهت پیشروندهkb :نرخ انجام واکنش در جهت عکس.K°1800چنانچه دما زیر NOنرخ تشکیل – 1600°K باشد کم خواهد بود این قضیه براي نواحی پرسوخت نیز حاکم

برسد، K°1800الخصوص بالاي از طرفی دیگر اگر دما افزایش یابد علی. هاي اکسیژن استاست و علت آن غلظت کم اتم[9,10].گیردبه شدت سرعت میNOتشکیل

-معادلات اساسی مومنتوم پیوستگی و انرژي براي یک سیکل بسته محاسبه می: هاي حاکم بر مسألهمعادلات و مدل-

-ی میهاي سرعت و فشار و معادله انرژي مربوط به محاسبه آنتالپمعادلات مومنتوم و پیوستگی مربوط به محاسبه میدان. شود

: توان به صورت زیر نوشتشکل کلی معادلات بقا جرم، مومنتوم و انرژي را به ترتیب براي یک حجم کنترل می. باشد

)2(

)3(

)4(

کنفرانس سوخت و احتراق ایرانپنجمین1392بهمن ماه -علم و صنعت ایراندانشگاه -تهران

4

هاي تمامی ویژگیECFMمدل . این مدل بر توصیف مشروط سوختن یا نسوختن خواص ترموشیمیایی گاز متکی است.سازدCFM و بهبودهاي مدلMCFM[8].باشدرا دارا می

در این مدل یک . استفاده کردCFMهاي براي تمامی مدلتوان از این مدل اشتعال می-مدل کروي: مدل اشتعال-زنی به همراه چگالی سطحی زنی، شعاع هسته و طول مدت جرقهزنی، زمان جرقههسته شعله کروي با استفاده از موقعیت جرقه

زنی ثابت ههاي اشتعالی در سراسر هسته شعله و در مدت زمان جرقچگالی سطحی شعله در تمام سلول. شودشعله منتشر می[8].بایست جهت توسعه احتراق حفظ شودپس از پایان اشتعال، چگالی سطحی شعله می. شودنگهداشته می

این مکانیزم مطابق با فرض تعادل شیمیایی - Extended Zeldovich +Prompt +Fuelمدل : NOxتشکیل مدل-از آنجایی که غلظت آن به سینتیک . وان ذرات میانه نیاز استشود، که به معناي آنست که فقط به اتم نیتروژن به عنتعریف می

-بایست واکنشباشد بلکه به جاي آن میباشد، نیازي چندان به بررسی اکسیداسیون سوخت نمیشیمیایی احتراق وابسته نمی

احتراق با اکسیژن در نواحی . کوچک استNهاي سازي اکسیداسیون اتماز سوي دیگر انرژي فعال. هاي شیمیایی بررسی شوندپایدار ایجاد شود و بنابراین یک وضعیت شبهنرخ مصرف اتم نیتروژن آزاد برابر با نرخ تشکیل آن می) نواحی سوخت کم(کافی

:براي سه واکنش حرارتی به صورت زیر استNOنرخ کلی تشکیل . شودمی

)1(

CNO : نرخ تشکیلNO ،kf : ،نرخ انجام واکنش در جهت پیشروندهkb :نرخ انجام واکنش در جهت عکس.K°1800چنانچه دما زیر NOنرخ تشکیل – 1600°K باشد کم خواهد بود این قضیه براي نواحی پرسوخت نیز حاکم

برسد، K°1800الخصوص بالاي از طرفی دیگر اگر دما افزایش یابد علی. هاي اکسیژن استاست و علت آن غلظت کم اتم[9,10].گیردبه شدت سرعت میNOتشکیل

-معادلات اساسی مومنتوم پیوستگی و انرژي براي یک سیکل بسته محاسبه می: هاي حاکم بر مسألهمعادلات و مدل-

-ی میهاي سرعت و فشار و معادله انرژي مربوط به محاسبه آنتالپمعادلات مومنتوم و پیوستگی مربوط به محاسبه میدان. شود

: توان به صورت زیر نوشتشکل کلی معادلات بقا جرم، مومنتوم و انرژي را به ترتیب براي یک حجم کنترل می. باشد

)2(

)3(

)4(

Page 5: و ﯽﺟوﺮﺧ يﺎﻫهﺪﻨﯾﻻآ يور ﺮﺑ نآ تاﺮﺛا و دازآ لﺎﮑﯾدار …ici.org.ir/FileForDownload/files/Conference/5/ICI-05-005.pdf · ناﺮﯾا

کنفرانس سوخت و احتراق ایرانپنجمین1392بهمن ماه -علم و صنعت ایراندانشگاه -تهران

5

تانسور δلزجت سیال، μفشار سیال، Pتانسور تنش، σشتاب گرانشی، gسرعت سیال، Uچگالی سیال، ρکه در اینجا [11,12].باشدضریب هدایت حرارتی میλتنش برشی سیال و τچشمه حرارتی، qآنتالپی سکون سیال، Hواحد،

. کنـد بعـدي اسـتفاده مـی سازي محفظه احتراق از یک مش متحرك سـه براي مدلFireافزار نرم: شبیه سازي عددي-شـبکه سـه بعـدي مـدل، ابتـدا شـبکه دو بعـدي تـاج به منظور ایجاد . روش به کار رفته براي حل معادلات کاملاً ضمنی است

افـزار در این مرحله هندسـه تولیـد شـده در نـرم . گرددایجاد میGambitافزار نرمدر محیط ) TDC(پیستون در نقطه مرگ بالا Fireدیزلـی تـور مو،حاضـر مقالـه با توجه به این موضوع کـه در . شودفراخوانی شده و فرآیند تولید شبکه بر روي آن اعمال می

درجـه حـول محـور عمـودي 60شبکه دو بعدي ایجاد شـده، ،استمورد بررسی و تحلیل قـرار گرفتـهDuetzپاشش مستقیم از آنجایی که نازل انژکتور در موتور مـورد بررسـی . آیدسه بعدي با ساختار شش وجهی بوجود میسیلندر نگاشته شده و شبکه

درجه از محفظـه 60هندسی محفظه احتراق و براي کم کردن زمان محاسبات، تنها یک قطاع سوراخ دارد، با توجه به تقارن 4درجه محفظه در نقطه مرگ پایین ساخته 60بنابراین، ابتدا شبکه براي قطاع . احتراق به عنوان شبکه عددي انتخاب شده است

)4شماره شکل. (شودمی

شده در نقطه مرگ پاییننمایی از شبکه سه بعدي ایجاد : 4شکل شماره

: گرددفرآیند متحرك سازي شبکه در طی مرحله اول یعنی کورس تراکم بصورت زیر اعمال اعمال می

.ايدرجه20با تقسیم بندي لنگدرجه میـل320لنگ تا زاویه درجه میل180ایجاد شبکه متحرك از زاویه - 1.ايدرجه10با تقسیم بندي لنگدرجه میـل340لنگ تا زاویه درجه میل320شبکه متحرك از زاویه ایجاد - 2.ايدرجه5با تقسیم بندي لنـگدرجه میـل360لنگ تا زاویه درجه میل340شبکه متحرك از زاویه ایجاد - 3

سازي احتراق رادیکالی و عادينتایج شبیه-4گذاريصحه-4-1

Page 6: و ﯽﺟوﺮﺧ يﺎﻫهﺪﻨﯾﻻآ يور ﺮﺑ نآ تاﺮﺛا و دازآ لﺎﮑﯾدار …ici.org.ir/FileForDownload/files/Conference/5/ICI-05-005.pdf · ناﺮﯾا

کنفرانس سوخت و احتراق ایرانپنجمین1392بهمن ماه -علم و صنعت ایراندانشگاه -تهران

6

نشـان [14]مرجـع درکهموتوراینتجربینتایجازسازيشبیهایندرشدهاستفادههايالگوگذاريصحهمنظوربه.شودمیاستفادهاست،شدهداده

سازيوشبیهتجربینتایجازحاصلشدهآزادگرماينرخوفشارتغییراتمقایسه- 2شکل

وگـرم میلـی 27برابـر متـان سـوخت مقـدار بطوریکـه بـوده، متانگاز-دیزلدوسوختهحالتبرايتجربینتایجایندردیـزل سـوخت وشدهمحفظهواردK365دمايباوهمگنبصورتمتانسوخت. باشدمیگرممیلی6پاششیدیزلسوخت

دادهبـراي شـده آزادحـرارت نـرخ وفشارنمودار) 2(شکلدر. شودمیتزریقبالامرگنقطهازقبلدرجه10لنگمیلزاویهازتجربـی وتئـوري نتـایج کـه گرفتنتیجهتوانمیشکلبهتوجهبا. استشدهمقایسههمباشده،سازيشبیهوتجربیهاي

.هستندبرخوردارخوبیتوافق

درجه کلوین 365و احتراق رادیکالی و در دماي ) عادي(سازي احتراق موتور مزبور در دو حالت احتراق نرمال شبیه:ارائه شده استکه نتایج آن در زیربراي سوخت ورودي انجام گرفته است،

-تر از احتراق عادي مـی مشخص است، حداکثر فشار در احتراق رادیکالی بیش5همانطور که در شکل شماره : فشار-1

بایسـت جهت آنکه سوخت به حالت رادیکالی تبدیل شـود مـی . دلیل این امر در سطح انرژي بالاتر سوخت رادیکالی است. باشداین کار سبب بالارفتن سـطح انـرژي . به سوخت داده شودCH4از Hت یونیزه کردن و سپس جداسازي رادیکال انرژي لازم جه

. در نتیجـه فشـار بیشـتري نیـز آزاد خواهـد شـد . طبیعتاً به هنگام احتراق، انرژي بیشتري آزاد خواهد شـد . سوخت خواهد شد:[13]افزایش فشار طبق رابطه

mep kPa = P kW .nR.103Vd dm3 N(rev s) )5 (

P : ،توانN : ،دور موتور در ثانیهVd : ،حجم جابجایی دي سیلندرmep : ،فشار میانگین موثرnR : ضریبی که براي موتورهاي.شوددوزمانه و چهارزمانه جداگانه تعریف می

.ان موتور مورد نظر خواهد شد و افزایش توان سبب افزایش شتاب حرکتی خواهد شدموجب افزایش تو

Page 7: و ﯽﺟوﺮﺧ يﺎﻫهﺪﻨﯾﻻآ يور ﺮﺑ نآ تاﺮﺛا و دازآ لﺎﮑﯾدار …ici.org.ir/FileForDownload/files/Conference/5/ICI-05-005.pdf · ناﺮﯾا

کنفرانس سوخت و احتراق ایرانپنجمین1392بهمن ماه -علم و صنعت ایراندانشگاه -تهران

7

نمودار فشار حاصل از احتراق عادي و رادیکالی-5شکل شماره

تري حاصل شود احتراق کاملبا توجه به آنکه در احتراق رادیکالی انرژي بیشتري آزاد می:دماي داخل سیلندر-2علت این مسأله نیز سطح . دماي داخل سیلندر در حین و پس از احتراق بالاتر از احتراق عادي خواهد بودخواهد شد در نتیجه

.باشدبالاتر انرژي در سوخت رادیکالی می

نمودار دماي حاصل از احتراق عادي و رادیکالی–6شکل شماره

، گرماي آزاد شده از احتراق رادیکالی 7شماره با توجه به شکل):Accumulated heat release(گرماي آزاد شده -3چراکه جهت تولید رادیکال آزاد . این مسأله بدلیل سطح بالاتر انرژي سوخت رادیکالی شده است. بیشتر از احتراق عادي است

این انرژي ژول به ازاي هر مول به سوخت اعمال شود که طبیعتاً در فرآیند احتراق 430950بایست انرژي در حدود سوخت می

Page 8: و ﯽﺟوﺮﺧ يﺎﻫهﺪﻨﯾﻻآ يور ﺮﺑ نآ تاﺮﺛا و دازآ لﺎﮑﯾدار …ici.org.ir/FileForDownload/files/Conference/5/ICI-05-005.pdf · ناﺮﯾا

کنفرانس سوخت و احتراق ایرانپنجمین1392بهمن ماه -علم و صنعت ایراندانشگاه -تهران

8

این گرماي . شود و بنابراین سطح گرماي آزاد شده بالاتر خواهد بوداضافی به انرژي احتراق سوخت در حالت عادي اضافه می.اضافه سبب بالاتر رفتن دماي داخل سیلندر و همچنین افزایش کار پیستون خواهد شد

ق عادي و رادیکالینمودار مقایسه گرماي آزاد شده حاصل از احترا–7شکل شماره

COهمواره میزان تولید آلاینده مونوکسید کربن ): CO mass fraction(نسبت جرمی گاز آلاینده مونوکسید کربن -4

تر است و میزان با احتراق کامل ارتباط معکوس دارد به این معنا که هرچه دماي حاصل از احتراق بیشتر باشد احتراق کاملCO2یابد درحالیکه میزان تولید شده افزایش میCOدر خصوص مقایسه میزان . یابددر گازهاي حاصل از احتراق کاهش می

مشخص است، با توجه به آنکه در احتراق 8مونوکسید کربن تولیدي در احتراق رادیکالی و عادي، همانطور که در شکل شماره تر خواهد بود، در یابد و احتراق کاملبع آن افزایش میشود دما نیز به ترادیکالی گرماي بیشتري در داخل سیلندر تولید می

.نتیجه مونوکسید کربن کمتري به نسبت حالت احتراق عادي تولید خواهد شد

نمودار مونوکسید کربن حاصل از احتراق عادي و رادیکالی–8شکل شماره

Page 9: و ﯽﺟوﺮﺧ يﺎﻫهﺪﻨﯾﻻآ يور ﺮﺑ نآ تاﺮﺛا و دازآ لﺎﮑﯾدار …ici.org.ir/FileForDownload/files/Conference/5/ICI-05-005.pdf · ناﺮﯾا

کنفرانس سوخت و احتراق ایرانپنجمین1392بهمن ماه -علم و صنعت ایراندانشگاه -تهران

9

برخلاف مونوکسید کربن، میزان تولید گاز ): NO mass fraction(نسبت جرمی گازهاي آلاینده مونوکسید نیتروژن -5تر تولید بیشتر گاز مزبور را به همراه در نتیجه احتراق کامل. در دماي بالاتر بیشتر خواهد بود) NO(آلاینده مونوکسید نیتروژن

شکل همانطور که در. خواهد شدNOطبیعتاً کاهش دماي داخل سیلندر موجب کاهش میزان تولید آلاینده . خواهد داشتدر احتراق رادیکالی بسیار بیشتر از احتراق عادي است که علت این مسأله NOنشان داده شده است، میزان تولید 9شماره

باشد که محیط و شرایط بسیار مناسبی را براي تر بودن احتراق در نوع رادیکالی و بالاتر بودن دماي داخل سیلندر میکامل.آوردبوجود میNOتولید آلاینده

حاصل از احتراق عادي و رادیکالی) NO(نسبت جرمی گازهاي آلاینده مونوکسید نیتروژننمودار مقایسه–9شکل شماره

هاي همواره میزان تولید آلاینده هیدروکربن): UHC mass fraction(هاي نسوختهنسبت جرمی آلاینده هیدروکربن- 6تر است و به این معنا که هرچه دماي حاصل از احتراق بیشتر باشد احتراق کاملبا احتراق کامل ارتباط معکوس دارد نسوخته

هاي نسوخته تولیدي در در خصوص مقایسه میزان هیدروکربن. یابدهاي نسوخته تولید شده کاهش میمیزان هیدروکربنحتراق رادیکالی گرماي بیشتري مشخص است، با توجه به آنکه در ا10احتراق رادیکالی و عادي، همانطور که در شکل شماره

هاي تر خواهد بود، در نتیجه هیدروکربنیابد و احتراق کاملشود دما نیز به تبع آن افزایش میدر داخل سیلندر تولید می. نسوخته کمتري به نسبت حالت احتراق عادي تولید خواهد شد

Page 10: و ﯽﺟوﺮﺧ يﺎﻫهﺪﻨﯾﻻآ يور ﺮﺑ نآ تاﺮﺛا و دازآ لﺎﮑﯾدار …ici.org.ir/FileForDownload/files/Conference/5/ICI-05-005.pdf · ناﺮﯾا

کنفرانس سوخت و احتراق ایرانپنجمین1392بهمن ماه -علم و صنعت ایراندانشگاه -تهران

10

احتراق عادي و رادیکالیحاصل از UHCنمودار مقایسه نسبت جرمی آلاینده –10شکل شماره

آل فرض شده است، گرماي ویژه در سازي گاز ایدهبا توجه به اینکه در این شبیه): Specific heat(گرماي ویژه -7du:یعنی. حالت فشار ثابت و حجم ثابت فقط تابع دما خواهد بود = c T dT )6 (dh = c T dT )7 (

u : ،انرژي درونیh : ،آنتالپیCv : ،مقدار گرماي ویژه در حجم ثابتCp: ،مقدار گرماي ویژه در فشار ثابتT :دما

با توجه به آنکه در احتراق رادیکالی .در نتیجه در این بخش گرماي ویژه کاملاً تابع دماي داخل سیلندر خواهد بودحین و پس از احتراق بالاتر از تري حاصل خواهد شد و دماي داخل سیلندر درشود احتراق کاملانرژي بیشتري آزاد می

در نتیجه گرماي ویژه نیز در . باشدعلت این مسأله نیز سطح بالاتر انرژي در سوخت رادیکالی می. احتراق عادي خواهد بود.احتراق رادیکالی بالاتر خواهد بود

Page 11: و ﯽﺟوﺮﺧ يﺎﻫهﺪﻨﯾﻻآ يور ﺮﺑ نآ تاﺮﺛا و دازآ لﺎﮑﯾدار …ici.org.ir/FileForDownload/files/Conference/5/ICI-05-005.pdf · ناﺮﯾا

کنفرانس سوخت و احتراق ایرانپنجمین1392بهمن ماه -علم و صنعت ایراندانشگاه -تهران

11

نمودار مقایسه گرماي ویژه احتراق عادي و رادیکالی–11شکل شماره

:گیرينتیجه-5

هاي موتور خواهد شد، همچنین ، افزایش فشار و توان باعث افزایش قابلیت4بخش از میان پارامترهاي ذکر شده در .بسیار مطلوب خواهد بود) UHC(هاي نسوخته و هیدروکربن) CO(هاي مونوکسید کربن کاهش آلاینده

احتراق رادیکالی در مقایسه با احتراق عادي با از آنجایی که در : گیري جانبی نیز داشتتوان یک نتیجههمچنین میشود قطعاً این نتیجه قابل استنتاج است که چنانچه میزان سوخت در نسبت سوخت برابر، فشار و توان بیشتري حاصل می

مصرف جویی در توان به فشار و توانی برابر با احتراق عادي دست یافت و این به منزله صرفهاحتراق رادیکالی کمتر شود میها خواهد در نتیجه بکارگیري احتراق رادیکالی در موتورها سبب بهبود کاري آن.باشد که بسیار مفید خواهد بودسوخت می

.شد

:مراجع1- Khalil, M. A. K. (1999). "NON-CO2 GREENHOUSE GASES IN THE ATMOSPHERE" Annual Review ofEnergy and the Environment 24 (1): 645–661.

2- Life-cycle energy and greenhouse gas emission impacts of different corn ethanol plant types, Michael Wanget al 2007 Environ. Res. Lett. 2 024001

3- Di Priolo C. L. et al ” Combustion Chamber for Internal Combustion Engine and Process of CombustionUsing Radical Fuel” United States Patent, 1994, Sonex Research Incorporation

4- Alkaff S. A, Ahmed Suhimi and, Hakim A Abbass ” Radical combustion. New concept for two stroke (SI)engines” ASEAN Journal On Scientific and Technology for Development Singapore 17 (2):91-99, 2000

Page 12: و ﯽﺟوﺮﺧ يﺎﻫهﺪﻨﯾﻻآ يور ﺮﺑ نآ تاﺮﺛا و دازآ لﺎﮑﯾدار …ici.org.ir/FileForDownload/files/Conference/5/ICI-05-005.pdf · ناﺮﯾا

کنفرانس سوخت و احتراق ایرانپنجمین1392بهمن ماه -علم و صنعت ایراندانشگاه -تهران

12

5- Alkaff S. A, Khan A.Mohamed ” A New Strategy to Achieve Radical Combustion Through Exhaust PortThrottling for Two Stroke Engine” International Journal of Engineering (IJE), Volume (4) : Issue(2)

6- J. Warnatz · U. Maas · R.W. Dibble,” Combustion Physical and Chemical Fundamentals, Modeling andSimulation, Experiments, Pollutant Formation,” 4th Edition.2006.

7- GAMBIT software, help, 2D mesh instructions.

8- Help of CFD AVL FIRE Software, Part: "Equation".

9- Help of CFD AVL FIRE Software, Part: "combustion".

10- Help of CFD AVL FIRE Software, Part: "Pollutants ".

11- Joel H. Ferziger and Milovan Peric. Computational Methods for Fluid Dynamics. Springer-Verlag, Berlin,third edition, 2001.

12- K. Hanjalic, M. Popovac, and M. Hadziabdic, “A rorobust near-wall elliptic relaxation eddy-viscosityturbulence model for CFD,” International Journal of Heat and Fluid Flow, vol. 25, pp. 1047–1051, 2004.

13- Colin, O., Benkenida, A. and Angelberger, C. "3D Modeling of Mixing, Ignition and CombustionPhenomena in Highly Stratified Gasoline Engines", Oil & Gas Science and Technology - Rev IFP, 58(1), 47-62(2003)

14- Zhang, Y., Kong, S., and Reitz, R., "Modeling and Simulation of a Dual Fuel (Diesel/Natural Gas) EngineWith Multidimensional CFD," SAE Technical Paper 2003-01-0755, 2003, doi: 10.4271/2003-01-0755.