شبیهسازی سه بعدی عملکرد و آلایندگی احتراق ...شبیهسازی...

986-911ص ، ص3، شمار 91، دير 9316خرداد ،مىدسی مکاویک مدرض مجل

ماىام علمی پصيشی

مدرس مکانیک مهندسی

mme.modares.ac.ir

:Please cite this article using :به این مقاله از عبارت ذیل استفاده نماییدبرای ارجاع S. M. Hosseini, R. Ahmadi, M. Mohebi, 3D Simulation of Performance and Pollution of Hydrogen-Diesel Combustion in Heavy Duty Engine, Modares Mechanical Engineering, Vol.

17, No. 3, pp. 177-186, 2017 (in Persian)

دیشل‌در‌متر‌دیشل‌سىگیه‌-ساسی‌سه‌بعدی‌عملکزد‌ي‌آلایىدگی‌احتزاق‌هیدريصن‌شبیه

‌در‌حالت‌بار‌کامل‌

3، مصطفی محبی 2*اله احمدی روح ،1سید محمد حسینی

داطگا ػلن صؼت ایزاى، تزاى ،ازصیای سیستنهذسی ، ارضذ جی کارضاسیداط -1 داطگا ػلن صؼت ایزاى، تزاى داطکذ فاری ای یي، تثذیل ازصی،، استادیار -2

داطجی دکتزی، تثذیل ازصی، داطگا ضزیف، تزاى -3 [email protected]، 163-16765تزاى، صذق پستی *

چکیده اطلاعات مقاله پضطی کاهلهقال

1395 دی13 دریافت: 1395 توي 18پذیزش:

4931اسفذ 41ارائ در سایت:

ای فسیلی، تحقیقات تسیاری تزای اتخاب سخت جایگشیي تا آلایذگی کوتز هاتغ سیستی هصزف سخت تا تج ت اثزات هخزب هحیط ای احتزاقی آى ضثی رد سیزا هطخص ای جایگشیي ت ضوار هی زیي سختت پایذار اجام ضذ است. در ایي تیي یذرصى یکی اس تزجست

–ساسی احتزاق دیشل ای پاک تجذیذپذیز قزار گزفت است. در ایي هقال ت ضثی ی سخت ای فسیلی است اس طزف دیگز در دست سختای هتر ظیز سزػت، سای پزداخت ضذ است. توام هطخص 1600rpmیذرصى در هتر دیشل سگیي در حالت تار کاهل در سزػت

تاضذ. ساسی ثاتت در ظز گزفت ضذ است. پاراهتز هتغیز، سثت جزم یا ازصی یذرصى ت دیشل هی پاضص، هذت پاضص ازصی ردی در ضثی% ازصی اس سخت دیشل تاهیي 30ی یذرصى % ازصی رد70% )70% )دیشل خالص( تا 0یذرصى ت سثت ازصی ردی دیشل اس

ای ‎ساسی طاى دذ آى است ک در تتزیي حالت جایگشیی یذرصى ت جای دیشل، آلایذ ضد( تغییز داد ضذ است. تایج ضثی هی% کاص 70%، 14%، 54%، 14%، 8هیشاى اکسیذکزتي، یذرکزتي سخت، دد هاکسیذکزتي ت تزتیة ت اکسیذای یتزصى، دی

% راذهاى اذیکاتری است. جایگشیی یذرصى ت جای دیشل هجز ت تاخیز 2.8 خاذ یافت. تاثیز ایي جایگشیی تز ػولکزد هتر یش کاصاذ ضذ رضذ در ضزع احتزاق .گزدیذ کتص خاذ لی ایي افشایص فطار هجز ت پذیذ ،زخ افشایص فطار افشایص حزارت آساد ضذ خ

کلیذ اصگاى: احتزاق هتر دیشل

یذرصى

آلایذگی

ساسی ضثی

ػولکزد هتر

سخت جایگشیي

3D Simulation of Performance and Pollution of Hydrogen-Diesel Combustion in

Heavy Duty Engine

Seyed Mohammad Hosseini1, Rouhollah Ahmadi

1*, Mostafa Mohebi

2

1- School of New Technologies, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran

2- Department of Mechanical Engineering, Sharif University, Tehran, Iran

* P.O.B. 16765-163, Tehran, Iran, [email protected]

ARTICLE INFORMATION ABSTRACT Original Research Paper Received 02 January 2017 Accepted 06 February 2017 Available Online 04 March 2017

Concerning the adverse environmental impacts of fossil fuel consumption, many investigations have

been performed on choosing more environmentally friendly fuel alternatives and sustainable resources.

In this regard, hydrogen is considered to be one of the promising alternative fuels as its combustion

features are the most similar to fossil fuels and it also falls into the category of renewable and clean

fuels. This article studies the simulation of hydrogen-diesel combustion in heavy duty engine at full load

and speed of 1600 rpm. All engine features including speed, spray angle, spray duration and input

power are held fixed in the simulation. Variable parameter is the ratio of mass or hydrogen energy to

diesel. Depending on input power of diesel, hydrogen is changed from 0% (pure diesel) to 70% (i.e.

70% is supplied from the input power of hydrogen and the remaining 30% from diesel fuel). The results

of simulation show that hydrogen substitution with diesel at the best state leads to reduction of

pollutants such as nitric oxides, carbon dioxide, unburned hydrocarbon, soot and carbon monoxide to

8%, 14%, 54%, 14% and 70%, respectively. This substitution, however, causes the reduction of

indicated efficiency to 2.8%. Hydrogen substitution with diesel can also postpone the combustion, and

results in an increase in PRR and HRR; but, this pressure enhancement does not lead to knocking.

Keywords: Combustion in diesel engine

Hydrogen

Emission

Simulation

Engine performance

Alternative fuel

مقدمه‌‌-1

اشص وتش وبؾ آدی ا خض ثضستشی ؼضلات وـسبی كؼتی

بی بی خدسػبص ش سص ثب حذدیت ثبؿذ. ؿشوت دس حب تػؼ ی

شط ذ ؿذ تب خبیی و وـسبیی ث آلایذی ؿذیذتشی اخ ی 2025 ؿشبی ثضسی بذ پبسیغ، ىضیىػیتی، بدسیذ آت اص ػب

وی ػبی می دیضی سا اص چشخ ح م خد حزف خاذ وشد.

ث ثؼذ 2030ؿسای فذسا وـس آب یض اخیشا تلی شفت و اص ػب

كذس دص ثشای تشدد خدسبی ثضیی دیضی كبدس ـد ؿبس

خاذ وپبي سا ای ؿش ب تلف ؿد. وـس دابسن یض ی زاسی آتجذی وذ. دس حب حبضش تؼذاد 2025اوؼیذوشث دس ػب ػبسی اص دی

Dow

nloa

ded

from

mm

e.m

odar

es.a

c.ir

at 1

9:45

IRD

T o

n S

unda

y A

pril

12th

202

0www.cargeek.ir

www.cargeek.ir

www.CarGeek.ir

https://mme.modares.ac.ir/article-15-2226-fa.html

http://www.cargeek.ir/


مکاران ي سید محمد حسیىی دیسل در متر دیسل سىگیه در حالت بار کامل -سازی س بعدی عملکرد ي آلایىدگی احتراق یدريشن شبی

9، شماره 47، دوره 4931مهندسی مکانیک مدرس، خرداد 471

ػت. دس دچشخ دس ای ؿش اص تؼذاد افشاد ػبو دس ای ؿش ثیـتش اتشی ؿشبی ثضسي ایشا یض ؼئ آدی ػبی می یىی اص ثضسي

ؿد. ػذ اػتفبد اص ػخت بػت، فیتش دد ؼضلات ؿش حؼة ی

جد اتضا ث ؼبی فی خدسبی دیض دش ث افضایؾ شي یش

بی ای اسد بؿی اص آلایذی سؿذ ػشعب سی دس ای ؿش ؿذ اػت. تسغ لیت بی فؼیی ػی دذ ای ضع اػت و ػخت ـب

صیؼت اسد بی صیبدی سا ثش ػلات خبؼ حیظ اػتحلب پبیی، ضی

جذا ب اص وذ. سا ح غج ثش ای ثحشا وبؾ بثغ تیذ وذ آلایذ ی

ب ت پبن یىی اص ای سا حثبؿذ. اػتفبد اص ػخ ب ی تیذ ای آلایذتاذ خبیضی ثبؿذ. یذسط اش اص بثغ ثبلا دػتی پبن ثذػت آیذ ی ی

بی احتشالی یذسط بی فؼیی ثبؿذ صیشا ـخل بػجی ثشای ػخت

% 70تش اص آ ث دی پؿیذ ؿذ بی فؼیی اػت ػخت ؿجی

بی تدذیذپزیش پبن لشاس ی ػخت ػغح صی اص آة، ای ػخت دس دػتـخلبت ػخت یذسط دس لیبع ثب ػخت دیض آسد 1داسد. دس خذ

% یذسط تیذی اص سفشی بص عجیؼی 95ؿذ اػت. اش چ اشص

آیذ، ی ثب تخ ث % یذسط تیذی اص اىتشیض آة ثذػت ی5تب

تا اتظبس داؿت و ای بی تدذیذپزیش ی اػتفبد اص اشطیلت افضایؾػخت اص بثغ ثبلا دػتی پبن ث دػت آیذ. سؽ دیشی و اشص ثشای

ؿد، سؽ تجذی لذست ث بص ثب یبثی ث ای ػخت اػتفبد ی دػت

ب دس ػبػبت و ثبسی اػت. احتشاق اػتفبد اص ثشق تیذی بصاد یشب

بی اصت خاذ ؿذ خجشی خت تیذ آلایذ اوؼیذیذسط ا تب اوؼیذوشث بی ؼخت، دد، اوؼیذوشث دی اص یذسوشث

ػبصی ای ػخت، ضی ثبلای ثبؿذ. ی ث دی ـىلات رخیش ی

اػتحلب، اشطی و سد یبص ثشای احتشاق )تبی ث پذیذ وثؾ(، دس حب

تاؼت ث ػا ػخت اكی سد تخ لشاس ثیشد ی حبضش ای ػخت ثبی ىتا ای ػخت سا دس مذاسبی و ث ػا ػخت ی

آصبیـبتی یض دس ای صی كست شفت اػت. دس اػتفبد د. تحمیمبت

ث ثشسػی اثش ؼجت ا ث ػخت، ػشػت تس غظت [1]مب اػبب

ػبصی ثب وذ تع یذسط ثش سی تا خشخی پشداخت اػت. ی ثب ؿجی

اـب داد اػت و ثشای ⁄ػخت % یذسط 10تب 5اضبف وشد

اخت ثجد ػىشد تس خاذ ؿذ ثشای ⁄ػخت اضبف

اذ ؿذ. ای % یذس30ؿذ ثیؾ اص ط خت ثجد ػىشد تس خ

ی چی % ثیـتش اص حبت دیض خبق اػت. 14افضایؾ تا دس حذد ؼجت ا ث یذسط افضایؾ (10-5) ـب داد اػت و اضبف وشد %

، ثبلاتشی ساذب حشاستی سا ثذ لع وثؾ دس حبت ثبس 20ػخت تب

ث ثشسػی تبثیش ع تضسیك [2]دس مب ؼؼد ىبسا دذ. وب ی

ػخت یذسط ثش سی ػىشد تس پشداخت اػت؛ آب ث ای تید ؼتمی سػیذذ و اضبف وشد یذسط ث یفذ سدی ؼجت ث تضسیك

تید سا % ثبصدی تس خاذ ؿذ دی ای19یذسط، خت افضایؾ

ث [3]اذ. دس مبلات ی ػبسااب ثتش یذسط ا داؼتاختلاط

یفذ ثشسػی تبثیش اػتفبد اص ؿیش ػئیذی ثشای تضسیك یذسط ث افضایؾ دس% 9سدی پشداخت ث ای تید سػیذ اػت و ػىشد تس

یض ث ای ىت اؿبس [4]مب اػاخب لیبع ثب حبت شب داؿت اػت.

% یذسط ثبػث وبؾ ذت صب احتشاق 5وشد اػت و اضبف وشد

دس دش ث ثشص پذیذ وثؾ خاذ ؿذ. % یذسط15اضبف وشد ثیؾ اص خبی ث یذسط خبیضیی و ث كست تدشثی اثش [5]مب ذخیت

بی ػخت دیض یذسط ی یظی مبیؼ 1جدول Table. 1 Comparison Charactristics of diesel fuel and hydrogen

یذسط دیض خاف ؿبس

n-C7H16 H2 فش 1

530 858 (Kاؿتؼبی )دبی خد 2

0.02 - (MJوتشی اشطی ثشای اؿتؼب ) 3

4 )دسكذ حدی پزیشی حذد اؿتؼب

دس ا(0.7-5 4-75

5 ؼجت ا ث ػخت اػتویتشی ثش

حؼت خش14.5 34.3

) ص ىی 6

) 100 2

7.1-0.1 - پزیشی )ؼجت تؼبد( حذد اؿتؼب 7

8 bar 1 فـبس c°16 چبی دس دبی

(

)

833-881 0.0838

اسصؽ پبیی حشاستی خبق ) 9

) 42.5 119.93

) ػشػت ؿؼ 10

) 30 265-325

11 فبك خبؿی دس ؿشایظ اػتبذاسد ا

(cm) - 0.064

ا )پخؾ دس 12

) - 0.63

130 30 ػذد اوتب 13

- 55-40 ػذد ػتب 14

436-672 20-27 (Kدبی خؿؾ ) 15

16 c°15.5یؼىصیت دس دبی

پص( )ػبتی2.6-4.1 -

0.091 0.83 ص خلف 17

وؼشی اص اشطی دیض سا دس ػ ذت صب ختف تضسیك یذسط دس ثبسبی

تفبت تس ثشسػی د ث ای تید سػیذ اػت و اضبف ؿذ

دیض دش ث تبخیش دس اؿتؼب وبؾ فـبس دس یذسط ث خبی

تبثیش اضبف ؿذ یذسط سا ثش [6]دس مب چ . ػیذس خاذ ؿذثشسػی وشد دی وبؾ یذسوشث ؼخت ،اوؼیذوشثبی آلایذ

ب سا حبت بصی ؿى ثد یذسط ثیب وشد و دش ث ای آلایذ

ؿد. ای دس حبیؼت و ػبسااب دی وبؾ پذیذ خیؼی دیاس ی

سا جد وشث دس ى ؼختیذسوشث اوؼیذوشثوبؾ اوؼیذوشثیض ثش سذ وبـی [7]یذسط داؼت اػت. بت

دس مب [8]چی سط تبویذ وشد اػت.دس حضس یذ یذسوشث ؼخت

𝜑خد ثیب داؿت و خط فمیش دع تاذ خت وبؾ ی ؿد، اجت ی ث ای ىت اؿبس وشد اػت و دس كستی و ب یذسوشث

𝜑خط ػخت ؼجت ث ا خیی فمیش ) ( ؿد ای آلایذ افضایؾ یض ث ای ىت و، وبؾ دب [9،10]پیذا خاذ د. اىیذ ؿثشي

پزیشی خط داخ ػیذس ؿذ خت وبؾ ثبصدی وبؾ اوؾ

اذ. دذ، تبویذ داؿت سا وبؾ ی اوؼیذوشث دیث اوؼیذوشث تجذی

دس مب خد ـب داد اػت و ؿىبف ثی ػیذس پیؼت [11]سیتض ثبیذ ث دلت ذ ؿد صیشا ای غم ث دی دبی پبیی خد ثش سی

ثؼیبس تبثیش زاس اػت. ؼخت یذسوشث اوؼیذوشثبی آلایذ

ىت حبئض ایت ای اػت و، دبی پبیی ای غم اخبص احتشاق وب سا

دی وبؾ آلایذ دد ثب [13]ػبسااب بیشدی . [12]خاذ داد اذ. ؼؼد اضبف ؿذ یذسط سا تیذ آة عی احتشاق یذسط داؼت

Dow

nloa

ded

from

mm

e.m

odar

es.a

c.ir

at 1

9:45

IRD

T o

n S

unda

y A

pril

12th

202

0www.cargeek.ir

www.cargeek.ir

www.CarGeek.ir





473 9، شماره 47، دوره 4931مهندسی مکانیک مدرس، خرداد

یض دس مب خد ث ای ىت و، اش یذسط ث كست دسبی تضسیك ؿد

تاذ آلایذ ثیـتشی سا وبؾ دذ اؿبس داؿت ث ؼجت تضسیك ؼتمی ی [14]ی تـىی خاذ ؿذ. وؼتشا تببوب تش اػت، صیشا خط

𝜑 افضایؾ اذ. بی یتشط ثیب وشد سا ػب افضایؾ اوؼیذ 1800kػب ؼجت تؼبدی ثبلا دش ث افضایؾ دبی حفظ ث ثیؾ اص

1.2ؿد. چی ـب داد و افضایؾ ؼجت ا ث ػخت ث ثیؾ اص ی

آلایذ خاذ ؿذ ی دس ثی ثبصدش ث وبؾ ای

𝜑 اضبف ؿذ یذسط دش ث افضایؾ آلایذ

% یذسط ث 20بی یتشط خاذ ؿذ، ث عسی و خبیضیی اوؼیذبی یتشط سا دس پی خاذ داؿت. % آلایذ اوؼیذ20افضایؾ LPGخبی

%10ث ای ىت اؿبس وشد اػت و اش یذسط ثیؾ اص [15]ییبت

حدی تضسیك ؿد، احتشاق دیض سا ثب تبخیش اخ خاذ وشد ی تبخیش

بی یتشط وبؾ آلایذ اوؼیذدش ث وبؾ دبی احتشاق دس تید

تا بی یتشط ی بی دیش ثشای وبؾ آلایذ اوؼیذ خاذ ؿذ. اص سا

ث اسدی چ تؼذاد پبؿؾ ثیـتش، اػتفبد اص تىطی ثبصخسای

بی ػ پبلایؾ یب وبتبیؼت بصبی خشخی، تضسیك آة، اػتفبد اص پغ

آیذ تبثیش سیك آة یه سا ح بػت ث ؿبس یسا اؿبس وشد. اش چ تضاذ ؿذ و آة اص وی ثش وبؾ ثبصدی تس داسد، ی صبی وبسثشدی خ

. [16]عشیمی ث تی آة اص ثخبس آة خشخی اص خشخی تس تبی ؿد

دیض تفبت دس ثشخی تبیح –ث عس وی، ثب غبؼ مبلات یذسط

و ث ثشسػی تبثیش ثبس [17]ؿد. ث ػا ثب دس تحمیك وبساض لاحظ ی% اص و 30تس ثش سی ػىشد آلایذی تس دس ب خبیضی ؿذ

پشداخت اػت % 100 75، 60، 40اشطی سدی تػظ یذسط دس ثبسبی

ث بی یتشط ث ای تید سػیذ و دس حبت ثبس وب آلایذ اوؼیذ

یبثذ ی دس حبت ثبس خضئی ای آلایذ وبؾ % افضایؾ ی50یضا و ثشسػی ػىشد، آلایذی [18]. دس مب ذخیت ىبسا یبثذ ی

% 42تب 0یذسط ثب مبدیش تفبت یذسط اص -دیض ػص تس دب

آلایذ % ثبس پشداخت اػت، ضاسؽ داد و 100اشطی سدی دس حبت

% یذسط افضایؾ 30% ثب خبیضیی 400ث یضا بی یتشط اوؼیذثشسػی غی ، عی [3]ػبسااب ىبسا آصبیـبی یبثذ. دس تحمیك ی

تب 0اص دس ثبسبی ختف وشد ا ثب یذسط تضسیك آ ث تس دیض

دس % یذسط )اص حبػ اشطی سدی( 90ثب اضبف وشد % ثیب ؿذ و 100

ث وتشی مذاس خد ث اذاص بی یتشط اوؼیذیضا ثبس تس 70%ppm 579 یذسط ث 30ی دس حبت سػذ دس ثبس وب ساذب حشاست ی %

% ثذ ایدبد وثؾ خاذ سػیذ. دس ای حبت یضا 27.9یضا

% ؼجت ث حبت دیض خبق، وبؾ پیذا خاذ 20بی یتشط اوؼیذ

تفبت دس تبیح مبلات روش ؿذ ػذ روش دلیك ؿشایظ سدی وشد.دس ای مب ؿد. ذػ پیؼت خت ػذ حل تید یىؼب ی

سا تحت 3401ػؼی ثش ای ؿذ اػت و تس دیض ػی وبتشپیلاس

ػبصی احتشاق كست مبدیش ختف یذسط، خبیضی دیض وشد ؿجی

یشد ثب اػتفبد اص وبتسبی ختف اثش خبیضیی یذسط ث خبی دیض، تفبت آ ثب حبت دیض خبق ثشسػی ؿد.

معزفی‌مدل‌ي‌صحه‌گذاری‌-2

مدل محاسباتی -2-1

یذسط اص ش افضاس فبیش اػتفبد ؿذ اػت. –ػبصی احتشاق دیض ثشای ؿجیایی دیض اػتفبد ؿذ اػت، ثشای اع ثذی پیؼت اص بط ایی خت ؿجى

ذػ تشػی 1/6 وبؾ ضی حبػجبتی ث دی تمبس ذػ،

ثشای ػشػت ثخـیذ ث ػ حبػجبت ثذی ؿذ اػت. ؾ 1غبثك ؿى 50ای فؼب شدیذ اػت. ىبیض سد اػتفبد داسای ضی چذ غم

یض اػتفبد [19]ثبؿذ و ای ىبیض دسمب یب اوؾ ی 180

یذسط MJ/kg 45.1پتب ث خبی دیض ثب اسصؽ حشاستی ؿذ اػت. ا

ػبصی دس ظش شفت ؿذ اػت. ؿجیMJ/kg 119.93یض ثب اسصؽ حشاستی اوؾ، و خد ىبیض 12 4یتشط اص عشیك بی آلایذ اوؼیذ

ػتفبد ؿذ اػت.یبفت اػت، ا اوؼیذبی یتشط وبؾ-آی آس خی

یذسط ث كست دسبی اضبف ؿذ فشم ثش آ اػت و دس حظ

ثؼت ؿذ ػپبح ا، یذسط دس حفظ ث كست ثب ا دس دس حفظ لشاس داسد. ثشای ذ وشد آلایذ دد اص ذ دد

ؼیذوشث، بی او حبػج آلایذ اػتفبد ؿذ اػت. -بیشیبػ

بی داخ بی یتشط اص اوؼیذ وشث اوؼیذ ؼخت، دی یذسوشث

2ػبصی ؿذ سا دس خذ ىبیض اػتفبد ؿذ اػت. ـخلبت تس ؿجی ویذ. ـبذ ی 3ػبصی سا دس خذ بی اػتفبد ؿذ دس ؿجی ذ

صحه سنجی مدل -2-2

ذ احتشالی ػیى ثؼت )اص حظ ثؼت ؿذ ػپبح ا تب ثبص ؿذ ػبصی ؿذ ثب تبیح آصبیـبی اػتفبد ؿذ دس مبلات ػپبح دد( ؿجی

داس فـبس 2مبیؼ شدیذ اػت. ؿى [21] ادب [20]ثیؾ

4دذ. خذ ػبصی ؿذ شخغ سا ـب ی داخ ػیذس دس حبت ؿجی

عس و دذ. ب ثیی ؿذ شخغ سا ـب ی بی پیؾ یض یضا آلایذضاسؽ ؿذ دس ػبصی ؿذ دس لیبع ثب مبدیش ؿد تبیح ؿجی ـبذ ی

بی ـذ آلایذاص دلت خثی ثشخسداس اػت. ث دی روش شاخغ

ب ـخق ، كحت مبدیش ای آلایذاوؼیذ وشث یذسوشث ؼخت

ب یض ثشسػی ؿذ اػت. یؼت ی تغییشات ای آلایذ

‌وتایج‌ي‌بحث‌-3

مذاسی یذسط ث خبی وؼرشی اص ارشطی ػرخت دیرض دس دس ای مب،

دیش وؼررش خشرریمررب 5دس خررذ ترس ؼشفرری ؿررذ تضسیررك رری ؿررد. ربی خترف خربیضیی ؿذ، دس حبت پبؿؾ ا مذاس دیض -یذسط

یذسط ث خبی وؼشی اص ػخت دیض دسج ؿذ اػت. ث ػت ایى یره

ؿـ ػیذس ذ ؿذ اػت، مذاس ػخت دیض پبؿؾ ؿذ یض یه ؿـ

تشتیرت اص و ػخت اػت. ثشای حبػج ؿذت كذا ثبصد ارذیىبتسی ثر ـب داد و اش مبدیش ایر [22]( اػتفبد ؿذ اػت. دن 2( )1) فش

ثبؿذ، تس دس حبت ثذ وثؾ خاذ ثد.MW/m2 5پبساتش صیش

Fig. 1 Piston bowl geometry of the CATERPILAR engine

ذػ وبػ پیؼت تس وبتشپیلاس 1شکل

Dow

nloa

ded

from

mm

e.m

odar

es.a

c.ir

at 1

9:45

IRD

T o

n S

unda

y A

pril

12th

202

0www.cargeek.ir

www.cargeek.ir

www.CarGeek.ir






(1)

√

(2) ∫

فشار -3-1

اضبف ؿذ یذسط ث ػا وؼشی اص اشطی ثبػث تبخیش دس اؿتؼب

وبؾ فـبس دس حفظ ؿذ و ای اش ث دی دبی خد اؿتؼبی ثبلای ثبؿذ، چشا و ( وبؾ مذاس ػخت پبیت )دیض( ی828Kیذسط )

دیش ؿشع ؿذ احتشاق )ثؼذ اص مغ تش ؿذ اػت. اشطی جغ احتشاق ضؼیف

شي ثبلا( ثبػث وذ ؿذ افضایؾ فـبس دبی حفظ خاذ ؿذ اس

داس 3پیه داس فـبس وتش اص حبت دیض خبق اػت. دس ؿى تغییشات فـبس ثش حؼت صای دس مبدیش ختف خبیضیی یذسط

ویذ. ـبذ ی

[20] ػبصی ؿذ س ؿجیـخلبت ت 2جدول

Table 2 Comparison of hydrogen and diesel fuel features [20]

ع تس 3401وبتشپیلاس

(m) ع ؿبت 0.2616 (mلغش ) 0.1372 فبك خبثدبیی 0.1651 (litثدبیی ) حد خب 2.44 (nmلغش ػساخ اظوتس ) 259 تؼذاد ػساخ اظوتس 6 ؼجت چشخؾ 1 تؼذاد ػپبح 4 ػیذستؼذاد 1

(ATDCثؼت ؿذ ػپبح سدی ) 147- (ATDCثبص ؿذ ػپبح خشخی ) 136 ؼجت تشاو 15.1 صای اػپشی ػخت 125 (rpmػشػت ) 1600 (mgیضا ػخت دیض ) 162.2 ذت پبؿؾ ػخت 21.5 (barفـبس پبؿؾ ػخت ) 900 (barفـبس سدی ا ) 1.84 (C°دبی سدی ا ) 37

ؼجت تؼبدی 0.48 پشفی پبؿؾ شثؼی (ATDC)صب تضسیك ػخت 9- صای ساع خشط پبؿؾ 10

فبك ن بص 0.0023-

ػبصی بی سد اػتفبد دس ؿجی ذ 3جدولTable 3 Models used in simulation

ب ذ ب پذیذ

-ɛkاػتبذاسد آؿفتی خشیب

داویىض ذ تجخیش لغشات خت دیاس اثش دیاس

وىی -فبیش ذ احتشاق تبثغ اػتبذاسد دیاس اتمب حشاست دیاس

سایی تیس -وی تض ذ فشپبؿی لغشات

Fig. 2 The validation cases pressure traces and HRR [20,21]

[20،21]ػدی آثبس فـبس حشاست آصاد ؿذ كح 2شکل

حرارت آزاد شده -3-2

عس و دس ثخؾ لجی روش ؿرذ، خربیضیی یرذسط ثبػرث وربؾ ب

ثبصدی حدی، وبؾ مذاس ػخت پبیت درش ثر تربخیش دس احترشاق

ثؼرذ اص تش ؿذ جغ احترشاق اػرت. ارب، ؿد و ای اش ث دی ضؼیف ی

ؿشع احتشاق ث دی حضس یرذسط ػرشػت ثربلای ؿرؼ آ، احترشاق ـبث احتشاق دس حد ثبثت كست شفت حشاست آصاد ؿذ افضایؾ خارذ

. تغییرشات رشخ حرشاست آصاد [23] تش سخ خارذ داد یبفت احتشاق یض ػشیغ

ویذ. ـبذ ی 4ؿذ ثش حؼت صای سا دس ؿى

شدت صدا -3-3

ثبلای ؿؼ اػت دش ث افرضایؾ خبیضی ؿذ یذسط و داسای ػشػت

شخ افضایؾ فـبس حشاست خاذ ؿذ و ای اش دش ثر افرضایؾ كرذا دس

. روش ای [24،25]وذ احتب ثشص پذیذ وثؾ سا صیبد ی ؿد تس ی ث مذاس ىت 50یض اػت و دس حبت آصبیـبی خبیضیی یذسط

ت. صیرشا دس تسربی % اشطی سدی یبصذ عشاحی دلیك تس اػر 70یب

دیض ؼ، ث دی خد مبط داؽ دس داخ تس، اضبف وشد یذسط

پزیش یؼت پذیذ وثؾ یب پغ ؿؼ ایدبد خارذ دس مبدیش ثبلا اىب حذاوثش یضا دبص اضبف ؿذ [26]ؿذ. ث ػا ثب دس مب ذخیت

% ػا وشد اػت. اش صب42یذسط ث ػا وؼشی اص اشطی سدی سا

[20،21] ثیؾػبصی ؿذ ثب تبیح ػذدی ادب تبیح ػىشد آلایذی ذ ؿجیمبیؼ 4 جدول

Table 4 Comparison of performance and emission results between simulation and experimental study of Binesh and Uludogan [20,21]

ثبصد اذیىبتسی

)%(

RI

(

)

PRR

(

)

NOx

(

)

soot

(

)

CO

(

)

UHC

(

)

CO2

(

)

* * * 0.6 39 4.9 * * آصبیـبی 3066 0.192 5.57 0.607 43.57 4.59 1.38 45 ػبصی ؿجی

Dow

nloa

ded

from

mm

e.m

odar

es.a

c.ir

at 1

9:45

IRD

T o

n S

unda

y A

pril

12th

202

0www.cargeek.ir

www.cargeek.ir

www.CarGeek.ir






ا دس حظ ثؼت ؿذ ػپبح ا مذاس دیض وؼش خشی یذسط 5جدول

پبؿؾ ؿذ ث داخ حفظ دس مبدیش ختف وؼش اشطی یذسطTable 5 Mass fraction of hydrogen and air at IVC and the amount of

diesel injected into the chamber in different

amounts of hydrogen energy fraction

ض دی

ش( )یی اوؼیظ یتشط یذسط

یذسط

)اشطی %(

27.03333 0 0.76708 0.23292 0 25.68167 0.00060 0.76662 0.23278 5 24.05967 0.00132 0.76607 0.23261 11 22.43767 0.00204 0.76552 0.23244 16.5 18.92333 0.00360 0.76432 0.23208 28.5 15.67933 0.00503 0.76322 0.23175 39 10.81333 0.00717 0.76158 0.23125 54 5.406670 0.00954 0.75977 0.23070 70

پبؿؾ ػخت پبیت دچبس تغییش ؿد پبؿؾ صدتش كرست یرشد، اىرب

لع وثؾ دس مبدیش ثبلای خبیضیی یذسط خد خاذ داؿت، ی دس

رب تغییرشی داد ـرذ وذا اص حبت ای مب صب ذت پبؿؾ دس یچ

5ییشات ؿذت كذا ثش حؼت یذسط خربیضی ؿرذ سا دس ؿرى اػت. تغ .ویذ ـبذ ی

اکسیدکربن آلاینده دی-3-4

آسدبی ثب اسصؽ اضربف ورشد یرذسط ثر ػرا ػرخت یىی اص دػت

خرربیضی ثرر تسرربی احتررشاق داخرری ورربؾ لبثرر تخرر آلایررذی ثبؿذ. دی ای اش افضایؾ ؼرجت یرذسط ثر ورشث اوؼیذوشث ی دی

ثبؿذ. اش یرذسط اص ربثغ ثبلادػرتی پربن وبؾ مذاس ػخت دیض ی

تا فت و اضربف ورشد یرذسط درش ثر ثذػت آیذ، دس دع ی

ؿى 6دس ؿى اوؼیذ حبك اص احتشاق خاذ ؿذ. وبؾ تیذ وشث دیثب اضربف ورشد یرذسط ثر ذاس آلایذ دسكذ وبؾ ای آلایذ سام 7

ویذ. ػا وؼشی اص اشطی سدی ـبذ ی

اکسیدکربن آلاینده مونو-3-5

وبؾ دبی حفظ احتشاق ثبػث احتشاق بلق یرب وربؾ اوؼیذاػریوشث تیذ وؼریذوشث خارذ ؿرذ )وربؾ یذسوؼریذ تیرذی(.

چی دس كست غی ثرد حفظر اص ػرخت وجرد اوؼریظ ایر

آلایذ افضایؾ پیذا خاذ د. دس تسبی دیض ؼ ث دیر خرد

ای اضبفی ای آلایذ و اػت. اضبف وشد یذسط دس كستی و ا ث ذاص وبفی خد داؿت ثبؿذ دش ث وبؾ ای آلایذ خارذ ؿرذ، صیرشا ا

یذسوؼیذ افضایؾ پیذا وشد ی اش درش ثر افرضایؾ اوؼیذاػری

اوؼیذوشث خاذ ؿذ. خبیضی ؿذ یذسط ثریؾ اص مرذاس ثیر

دش ث وبؾ اوؼیظ ؿذ )ث دی تضسیرك ساربی وربؾ ثربصدی ی تس( ث دی خبیضی ؿذ یذسط خبی دیض، مرذاس دیرض حد

ؿد احتشاق دس ضدیىری اظوترس وبؾ یبفت فر ای ػخت وتش ی

سخ خاذ داد. ثبثشای، ث دی ذاؿت صب وبفی ثشای اختلاط ثتش دیرض

ربی دیرش ثب ای خد دس حفظ، مذاس ای آلایذ ثشخری اص آلایرذ وذ. ثب تخ ث ایى شخغ سد اػتفبد ثشای كح ػردی افضایؾ پیذا ی

اذ، كحت دلت یشی ىشد ای آلایذ سا اذاص rpm 1600تبیح ثشای دس

لبث مبیؼ یؼت ی چیضی و ایت داسد سذ تغییشات ای آلایرذ ثرش

تربثیش افرضایؾ حترای 8ؿرى اػبع یضا خبیضیی یذسط اػت. دس ویرذ اشطی یذسط ث خبی دیض سا ثش آلایذ وؼیذ وشث ـبذ ی

[27،28].

دوده آلاینده -3-6

آیذ. آلایذ دد اص اختلاف ثی تـىی دد اوؼیذاػی دد ثخد ی

تـىی دد اص پیشیض ػخت یذسوشث، یؼی ؿىؼت صدیش یذسوشث

دس غیبة اوؼیظ اوؼیذاػی دد یض یؼی ػخت دد ثب اوؼیظ دس

ی اوؼیذاػی یضا آلایذ دد سا تؼیی خاذ دبی ثبلا، اختلاف تـىـبس احتشاق خت تـىی ثیـتش دد خاذ ؿذ. تد. خط ب ا

اص عشف دیش ثب افضایؾ ثبس، ای آلایذ یض افضایؾ پیذا خاذ وشد. حضس

اذ داد ثیـتش ػخت یذط دس ا، خط پیؾ آیخت سا افضایؾ خ

ػصد فبص اتـبس احتشاق وتش پبیت پبؿؾ ؿذ دس حیغی یدبیی و یذسط فبلذ وشث اػت خبیضیی یذسط ث خاذ ؿذ. اص آ

وبذ ی اش دس وبؾ مذاس خبی دیض اص مذاس وشث داخ حفظ ی

یضا تغییشات 9. اجت ثب تخ ث ؿى [29]ای آلایذ تبثیش زاس اػت

ذ دد ثؼیبس و ثد تبثیش یذسط لبث كشفظش وشد اػت. دس آلای% یذسط ث خبی دیض ث دی وبؾ دبی 54% 39خبیضیی حبت

حفظ لع احتشاق بلق، اوؼیذاػی دد ث خثی كست شفت

مذاس ای آلایذ افضایؾ پیذا وشد اػت.

Fig. 3 The graph of hydrogen substitution impact on cylinder pressure

تبثیش خبیضیی یذسط ثش فـبس داخ ػیذس 3 شکل

Dow

nloa

ded

from

mm

e.m

odar

es.a

c.ir

at 1

9:45

IRD

T o

n S

unda

y A

pril

12th

202

0www.cargeek.ir

www.cargeek.ir

www.CarGeek.ir






Fig. 4 The graph of hydrogen substitution impact on cylinder HRR

داخ ػیذسآصاد ؿذ تبثیش خبیضیی یذسط ثش حشاست 4 شکل

Fig. 5 The graph of hydrogen substitution impact on the change in

sound intensity

داس اثش خبیضیی یذسط ثش ؿذت كذا 5 شکل

Fig. 6 The graph of hydrogen substitution impact on carbon dioxide

pollutant

اوؼیذوشث داس اثش خبیضیی یذسط ثش آلایذ دی 6شکل

Fig. 7 The graph of hydrogen substitution impact on percentage

reduction of carbon dioxide

اوؼیذوشث داس اثش خبیضیی یذسط ثش یضا دسكذ وبؾ دی 7شکل

Fig. 8 The graph of hydrogen substitution impact on carbon monoxide

pollutant

اوؼیذوشث داس اثش خبیضیی یذسط ثش آلایذ 8 شکل

های نسوخته هیدروکربن آلاینده -3-7

یذسوشث ؼخت بؿی اص احتشاق بلق، دبی پبیی حفظ، دسصب بی ػیذس پیؼت حتی خد لای بصن سغ ساىبس دس شح ؿىبف

. حضس یذسط دس حفظ احتشاق ث دی حبت [30]ثبؿذ احتشاق ی

بصی ؿى دش ث وبؾ پذیذ خیؼی دیاس وبؾ یذسوشث

اوؼیذوشث روش ؿذ، ثشای ؼخت خاذ ؿذ. دلایی و ثشای آلایذ ای آلایذ یض كبدق اػت. وبؾ ثیؾ اص اذاص ػخت پبیت خت لع

اظوتس ؿذ ػذ اختلاط بػت ػخت ا احتشاق دس ضدیىی بص

ػذ حضس اوؼیظ وبفی، دش ث احتشاق بلق افضایؾ ای آلایذ

اثش اضبف ؿذ اشطی یذسط ثش آلایذی 10خاذ ؿذ. دس ؿى ویذ. اجت تخ ؿد و مذاس فبك بی ؼخت سا ـبذ ی یذسوشث

دس مذاس ای آلایذ ثؼیبس تبثیش زاس اػت اص ثی ػیذس پیؼت

اذ، زا آدبیی و شاخغ سد اػتفبد مذاس ای آلایذ سا روش ىشد

شخؼی ثشای مبیؼ دلت كحت ای تبیح خد ذاؿت، ی چیضی و اػت سذ تغیشات ای آلایذ دس مذاسبی ختف د ػخت دیض

و ثب تضیحبت فق ػبصبس اػت.یذسط اػت

های نیتروژن اکسید آلاینده -3-8

ث دبی حی احتشاق، غظت اوؼیظ ذت بی یتشط اوؼیذتـىی

. ؼلا [30] یتشط دس دبی ثبلای حفظ ثؼتی داسد صب البت

دبی حفظ تؼیی ثیـیثب تشطبی ی اوؼیذثیـتشی یضا تـىی

ث ػای چ تشویت ػخت، ؼجت تؼبدی دبیی ثیـیو ؿد ی اص یتشط بی اوؼیذ ؼلا . [31]داسد دبی ای ا ػخت ثؼتی

Fig. 9 The graph of hydrogen substitution impact on soot pollutant

داس اثش خبیضیی یذسط ثش آلایذ دد 9 شکل

Dow

nloa

ded

from

mm

e.m

odar

es.a

c.ir

at 1

9:45

IRD

T o

n S

unda

y A

pril

12th

202

0www.cargeek.ir

www.cargeek.ir

www.CarGeek.ir






Fig. 10 The graph of hydrogen substitution impact on unburned

hydrocarbons pollutant

داس اثش خبیضیی یذسط ثش آلایذ یذسوشث ؼخت 10 شکل

ؿد تـىی ی اوؼیذ یتشط دی (10-5) % اوؼیذ یتشط (90-95)%اوؼریظ ؼلا ثب دبی حفظ احتشاق دػتشػری اوؼیذ یتشط و

ػرذتب ثر ػرخت مذاس آ دس تسبی دب ػص ؿد. اجت وتش ی

ربی داس تغییشات آلایرذ اوؼریذ 11ؿى . دس[27]پبیت ثؼتی داسد

یتشط سا ثش حؼت مبدیش ختف خربیضیی یرذسط ثر خربی دیرض سا

ـبذ ی دس حرذد ویذ. لاص ث روش اػرت ور دربی ؿرؼ یرذسط

°C 100 دس ثشخی اص احی و غظت ػخت . وتش اص دبی ؿؼ دیض اػت

ری ػرصد، یرذسط تب وتش دیض ترش ؿرؼ ادیبثبتیره دربی پربیی

راحی خرت وربؾ درب دس ایر تـىی آة، دیض یذسط ث ؼجت پبیت یذسط حضس داسد. و ػخت ؼجت ث خبیی اػت

ها تحلیل کانتور -3-9

بی ختف خربیضیی تغیشات وؼش خشی اوؼیظ سا دس حبت 12دس ؿى

ثبلای مبدیش دس ویذ. ی یذسط دس حظ ثبص ؿذ ػپبح دد ـبذ

Fig. 11 The graph of hydrogen substitution impact on nitric oxide

pollutant

اوؼیذبی یتشط داس اثش خبیضیی یذسط ثش آلایذ 11 شکل

C.A

13

6 A

TD

C

O2-H0

O2-H11

O2-H16.5

O2-H28.5

C.A

13

6 A

TD

C

O2-H39

O2-H54

O2-H70

H2-H70

Fig. 12 Changes of the mass fraction of oxygen in various cases of hydrogen substitution at EVO and mass fraction of hydrogen in substitution of

70% of energy by hydrogen

یذسط %70وؼش خشی یذسط دس حبت خبیضیی بی ختف خبیضیی یذسط دس حظ ثبص ؿذ ػپبح دد تغییشات وؼش خشی اوؼیظ دس حبت 12 شکل

Dow

nloa

ded

from

mm

e.m

odar

es.a

c.ir

at 1

9:45

IRD

T o

n S

unda

y A

pril

12th

202

0www.cargeek.ir

www.cargeek.ir

www.CarGeek.ir






( (، و اوؼیظ ث عس وب H28.5 ،H39 ،H54 ،H70خبیضیی یذسطلشف ؿذ، یذسط ؼخت ثبلی بذ اػت )وؼرش خشری یرذسط دس

اػرت(. ایر ضرؼیت، % خبیضیی یذسط ث ػا ر آسد ؿرذ 70

درذ. ری ػبر خرت وجد اوؼیظ دس حفظ احتشاق سا ـب ری

ؿد. دس مذاسبی و خربیضیی ب ی احتشاق بلق افضایؾ ثشخی آلایذؿرد ػرخت (، وجرد اوؼریظ احؼربع ری H11 ،H16.5یذسط )

وذ وه یتش ؿذ احتشاق یذسط ث عس وب لشف ؿذ ث وب

دس رب ؿرذ اػرت. ب دس ای حبرت و ی اش خت وبؾ آلایذ

بی ختف خبیضیی یذسط دس حظ ثبص تغییشات دب دس حبت 13ؿى ؿرد ور شچر یرضا ؿذ ػپبح دد ـب داد ؿذ اػت. لاحظ ی

بح دد ثبلاتش ؿد، دب دس حظ ثبص ؿذ ػپ یذسط دس حفظ ثیـتش ی

سد. دی ای اش دیش ؿشع ؿذ احتشاق اػت و دبی حفظ ث ؼجت ی

بی سد صب وبفی ثشای تـىی آلایذ حبت ثذ یذسط دیشتش ثبلا یاوؼیذ یتشط و خد یبصذ صب ثیـتشی ثشای تـىی ث ؼرجت دیرش

ب اػت، وتش خاذ ؿذ. آلایذ

‌گیزی‌وتیجه‌-4دس ای مب تبثیش خبیضیی مبدیش خترف یرذسط ثر خربی دیرض ثرش

ػبصی ثشسػی ؿجی 3401ػىشد آلایذی تس دیض ػی وبتشپیلاس

شدیذ تبیح صیش حبك ؿذ:

، خلاكرر ػىررشد آلایررذی تررس دیررض ػرری 6دس خررذ - ػبصی ؿذ اسائ ؿذ اػت. ؿجی

خت تبخیش دس ؿشع احتشاق ؿذ ثیـتش ؿذ یذسطخبیضیی -

یذسط دش ث افضایؾ تبخیش دس احتشاق خاذ ؿذ ای ضع ثش

زاس اػت. بی خشخی ث ؿذت تبثیش دبی داخ حفظ آلایذ

یذسط شخ افضایؾ فـربس حرشاست آصاد ؿرذ سا افرضایؾ خبیضیی - MW/m2 5 چب صیش ػرذد ثحشاری دذ ی یضا ؿذت كذا ی

بذ پذیذ وثؾ دس كست عشاحی دلیك تس، سخ خاذ ثبلی ی

داد.

بی ػی ثتشی مذاس ثشای خبیضیی یذسط ثب تخ ث آلایذ -بی، % اشطی سدی اػت و آلایذ16.5خشخی، مذاس

ث بی یتشط اوؼیذ ؼخت، دد اوؼیذوشث، یذسوشث

% 14اوؼیذوشث ای دی % بص خب8، 14، 54، 70تشتیت ث یضا

وبؾ یبفت اػت. اضبف وشد یذسط ثیؾ اص ای مذاس ث دی وبؾ مذاس اوؼیظ خد دس حفظ )وبؾ ثبصدی حدی(

بی ؿشع وذ لشف ثیـتش سادیىب یذسوؼی )خض

اق( تػظ یذسط دش ث تبخیش دس احتشاق احتشاق بلق احتش

بی ؼخت بی ػی دد، یذسوشث خاذ ؿذ آلایذاذ یبفت. اوؼیذوشث افضایؾ خ

C.A

13

6 A

TD

C

T-H0

T-H11

T-H16.5

T-H28.5

C.A

13

6 A

TD

C

T-H39

T-H54

T-H70

Fig. 13 Changes of the temperature (K) in various cases of hydrogen substitution at EVO

بی ختف خبیضیی یذسط دس حظ ثبص ؿذ ػپبح دد دس حبت)وی( تغییشات دب 13 شکل

Dow

nloa

ded

from

mm

e.m

odar

es.a

c.ir

at 1

9:45

IRD

T o

n S

unda

y A

pril

12th

202

0www.cargeek.ir

www.cargeek.ir

www.CarGeek.ir






بی ختف خبیضیی یذسط ث خبی دیض ػىشد آلایذی تس دس حبت 6جدول Table 6 Engine performance and emissions in different states of substitution of diesel by hydrogen

اشطی دسكذ

یذسط

CO2

CO

Soot

UHC

NOx

فـبس

بوضی

PRR

(

)

RI

(

)

دب

( )

وبس

( )

ثبصد

اذیىبتسی)%(

0 532 0.96 0.1 0.03 7.5 106 4.5 1.38 1686 3291 45

11 481 0.39 0.1 0.02 7.3 102 4.8 1.56 1667 3241 44.31

16.5 457 0.29 0.09 0.015 6.9 100 5 1.73 1650 3196 43.7

28.5 413 1.27 0.1 0.012 5.9 95 4.8 1.66 1581 3011 41.17

39 372 17.8 0.15 0.064 4.8 90 5.4 2.14 1454 2638 36.07

54 244 34.3 0.14 4.57 4 89 5.7 2.4 1487 2560 35

70 151 12.4 0.06 2.2 2.6 95 5.6 2.34 1647 2966 40.24

‌مزاجع‌-6 فهزست‌علایم‌ي‌اختصارات‌-5[1] O. Ghazal, Performance and combustion characteristic of CI

engine fueled with hydrogen enriched diesel, International Journal

of Hydrogen Energy, Vol. 38, No. 35, pp. 15469–15476, 2013.

[2] M. Masood, M.M. Ishrat, Computer simulation of hydrogen–diesel

dual fuel exhaust gas emissions with experimental verification,

Fuel, Vol. 87, No. 7, pp. 1372–1378, 2007.

[3] N. Saravanan, G. Nagarajan, An experimental investigation of

hydrogen-enriched air induction in a diesel engine system,

International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 33, No. 6, pp.

1769-1775, 2008.

[4] G.R. K. Szwaja S, Hydrogen combustion in a compression ignition

diesel engine, International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 34,

No. 10, pp. 4413–4421, 2009.

[5] M. Deb, A. Paul, D. Debroy, An experimental investigation of

performance-emission trade off characteristics of a CI engine using

hydrogen as dual fuel, Energy, Vol. 85, pp. 569-585, 2015.

[6] H. M. Cho, B. Q. He, Spark ignition natural gas engines - A

review, Energy, Vol. 48, No. 2, pp. 608-618, 2006.

[7] T. Gatts, S. Liu, C. Liew, An experimental investigation of

incomplete combustion of gaseous fuels of a heavy-duty diesel

engine supplemented with hydrogen and natural gas, International

Journal of Hydrogen Energy, Vol. 37, No. 9, pp. 7848-7859, 2012.

[8] G. H. Choi, Y. J. Chung, S. B. Han, Performance and emissions

characteristics of a hydrogen enriched LPG internal combustion

engine at 1400 rpm, International Journal of Hydrogen Energy,

Vol. 30, No. 1, pp. 77-82, 2005.

[9] M. Sjöberg, J. E. Dec, An investigation into lowest acceptable

combustion temperatures for hydrocarbon fuels in HCCI engines.,

Proceedings of the Combustion Institute, Vol. 30, No. 2, pp. 2719-

2726, 2005.

[10]A. C. Alkidas, Combustion advancements in gasoline engines, in

19th International Conference on Efficiency, Cost, Optimization,

Simulation and Environmental Impact of Energy Systems, pp.

2751-2761, 2007.

[11]S. C. Kong, R. D. Reitz, Numerical study of premixed HCCI

engine combustion and its sensitivity to computational mesh and

model uncertainties, Combustion Theory and Modelling, Vol. 7,

No. 2, pp. 417-433, 2003.

[12]A. Aziz Hairuddin, T. Yusaf, A. P. Wandel, A review of hydrogen

and natural gas addition in diesel HCCI engines, Renewable &

Sustainable Energy Reviews, Vol. 32, pp. 739-761, 2014.

[13]M. Masood, M.M. Ishrat, A.S. Reddy, Computational combustion

and emission analysis of hydrogen–diesel blends with experimental

verification, International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 32,

No. 13, pp. 2539-2547, 2006.

[14]R.L. Hoekstra, P. Van Blarigan, N. Mulligan, NOx emissions and

efficiency of hydrogen, natural gas, and hydrogen/natural gas

blended fuels, SAE Paper 932775, Vol. 105, No. 4, 1996.

m خش P فـبس R ثبثت خبی بصب T دب V حد

ػلائ یبی

ؼجت شبیی یظ

ص خلف

ؼجت تؼبدی

اختلبساتATDC ثؼذ اص مغ شي ثبلا BTDC لج اص مغ شي ثبلا

C.A صای CDC احتشاق دیض ؼ

CO اوؼیذ وشث CO2 اوؼیذ وشث دی

EGR ثبصخسای بصبی ثبلیبذ

EVO ثبص ؿذ ػپبح خشخی

GIE ثبصد اذیىبسی بخبق

HHV اسصؽ حشاستی ثبلا

HRR حشاستشخ آصاد ؿذ

IVC ؿذ ػپبح سدی ثؼت

KH-RT تیس-تض سایی-وی

LHV اسصؽ حشاستی پبیی

NOx بی یتشط اوؼیذ

PRR شخ افضایؾ فـبس

RI ؿذت كذا

RPM دس ثش دلیم

SCOTE ػبصی ؿذ تس ته ػیذس ؿجی

TDC مغ شي ثبلا

Dow

nloa

ded

from

mm

e.m

odar

es.a

c.ir

at 1

9:45

IRD

T o

n S

unda

y A

pril

12th

202

0www.cargeek.ir

www.cargeek.ir

www.CarGeek.ir






[15]T. Miyamoto, H. Hasegawa, M. Mikami, N. Kojima, H.

Kabashima, Y. Urata, Effect of hydrogen addition to intake gas on

combustion and exhaust emission characteristics of a diesel engine,

International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 36, No. 20, pp.

13138-13149, 2011.

[16]H. Rottengruber, M. Berckmueller, G. Elsaesser, N. Brehm,

Schwarz C, Direct-Injection Hydrogen SI-Engine - Operation

Strategy and Power Density Potentials, SAE Paper 2004-01-2927,

Vol. 113, No. 4, 2004.

[17]Y. Karag , T. Sandalcı, L. Yüksek, A.S. Dalkılıç, Engine

performance and emission effects of diesel burns enriched by

hydrogen on different engine loads, International Journal of

Hydrogen Energy, Vol. 40, No. 20, pp. 6702-6713, 2015.

[18]M. Deb, G.R.K. Sastry, P.K. Bose, R. Banerjee, An experimental

study on combustion performance and emission analysis of a single

cylinder ,4-stroke DI-diesel engine using hydrogen in dual fuel

mode of operation, International Journal of Hydrogen Energy, Vol.

40, No. 27, pp. 8586-8598, 2015.

[19]D. E. Nieman, A. B. Dempsey, R. D. Reitz, Heavy-Duty RCCI

Operation Using Natural Gas and Diesel, SAE Paper 2012-01-0379,

Vol. 5, No. 2, 2012.

[20]A. R. Binesh, S. Hossainpour, Three Dimensional Modeling of

Mixture Formation and Combustion in a Direct Injection Heavy-

Duty Diesel Engine, International Journal of Mechanical,

Aerospace, Industrial, Mechatronic and Manufacturing

Engineering, Vol. 2, No. 5,pp. 615-620, 2008.

[21]A. Uludogan, J. Xin, R. Reitz, Exploring the Use of Multiple

Injectors and Split Injection to Reduce DI Diesel Engine

Emissions, SAE Paper 962058, Vol. 105, No. 3, 1996.

[22]John . Dec, Yi Yang, Boosted HCCI for High Power without

Engine Knock and with Ultra-Low NOx Emissions - using

Conventional Gasoline, SAE, Vol. 119, No. 3, pp. 750-767, 2010.

[23]Y. Karagöz, T. Sandalcı, L. Yüksek, A.S. Dalkılıc, Engine

performance and emission effects of diesel burns enriched by

hydrogen on different engine loads, international journal of

hydrogen energy, Vol. 40, No. 20, pp. 6702-6713, 2015.

[24]P. C. Negurescu, , D. Soare, Aspects Regarding the Combustion of

Hydrogen in Spark Ignition Engine, SAE Paper 2006-01-0651,

2006.

[25]V. Subramanian, J. Mallikarjuna, A. Ramesh, Performance,

Emission and Combustion Characteristics of a Hydrogen Fueled SI

engine - An Experimental Study, SAE Paper 2005-26-349, 2005.

[26]M. Deb, G.R.K. Sastry, P.K. Bose, R. Banerjee, An experimental

study on combustion, performance and emission analysis of a

single cylinder, 4-stroke DI-diesel engine using hydrogen in dual

fuel mode of operation, International Journal of Hydrogen Energy,

Vol. 40, No. 27, pp. 8586-8598, 2015.

[27]A.E. Dhole, R.B. Yarasu, D.B. Lata, S.S. Baraskar, Mathematical

modeling for the performance and emission parameters of dual fuel

diesel engine using hydrogen as secondary fuel, International

Journal of Hydrogen Energy, Vol. 39, No. 24, pp. 12991-13001,

2014.

[28]H. A. Alrazen, A.R. Abu Talib, R. Adnan, K.A. Ahmad, A review

of the effect of hydrogen addition on the performance and

emissions of the compression – Ignition engine, Renewable and

Sustainable Energy Reviews, Vol. 54, pp. 785-796, 2016.

[29]D.B. Lata, A. Misra, S. Medhekar, Effect of hydrogen and LPG

addition on the efficiency and emissions of a dual fuel diesel

engine, International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 37, No. 7,

pp. 6084-6096, 2011.

[30]A. Paykani, A.H. Kakaee, P. R., R. D. Reitz, Effects of diesel

injection strategy on natural gas/diesel reactivity controlled

compression ignition combustion, Energy, Vol. 90, No. 1, pp. 814-

826, 2015.

[31]K. Kuan, Y. Kuo, Principles of Combustion, pp. 282-297, New York: John Wiley & Sons Inc, 1986.

Dow

nloa

ded

from

mm

e.m

odar

es.a

c.ir

at 1

9:45

IRD

T o

n S

unda

y A

pril

12th

202

0www.cargeek.ir

www.cargeek.ir

www.CarGeek.ir




شبیهسازی سه بعدی عملکرد و آلایندگی احتراق ...شبیهسازی...

Documents