17793

17793

بررسي و مقايسه عددي احتراق و آلايندگي موتور RCCI با روشهاي LES و RANS

كارشناسي ارشد

سيستم محركه خودرو

ارديبهشت ماه 1396

دكتر اميرحسن كاكايي

خودرو

موتورهاي احتراق داخلي يكي از مهمترين عوامل آلودگي هوا و گرم شدن كره¬ي زمين هستند و علي رغم پيشرفتهاي زيادي كه داشته اند همچنان بازده‌ي كمي دارند. لذا افزايش بازده و كاهش آلاينده‌ها يكي از چالش‌هاي پيش روي محققان است. موتورهاي ديزل به علت نداشتن دريچه گاز و نسبت تراكم بالاتر، بازده‌ي بيشتري نسبت به موتورهاي بنزيني دارند اما مقادير آلاينده‌هاي اكسيد‌هاي نيتروژن و ذرات معلق در اين موتورها بالاست. براي حل اين‌گونه مشكلات در سال‌هاي اخير سيستمي به نام اشتعال تراكمي كنترل واكنش پذيري (RCCI) ارائه شده كه در آن مخلوط سوخت درون سيلندر، توسط پاشش سوختي با واكنش پذيري پايين در پورت ورودي، همراه با پاشش چند مرحله اي بهينه‌ي سوختي با واكنش پذيري بالا در داخل سيلندر فراهم مي شود. از آن¬جا كه مدل¬هاي آشفتگي تاثير بسزايي بر عملكرد و آلايندگي موتور RCCI دارند، اين پژوهش با استفاده از كد كانورج و با كمك دو مدل آشفتگي شبيه¬سازي گردابه بزرگ (LES) و ناوير-استوكس رينولدز متوسط گيري شده (RANS) به بررسي تاثير پنج پارامتر مختلف كسر جرمي گاز طبيعي، زمان بندي تزريق ثانويه سوخت ديزل، سرعت موتور، دماي اوليه و زاويه پاشش اسپري ديزل بر احتراق و آلايندگي موتور RCCI مي پردازد. نتايج به دست آمده نشان داد كه LES در پيش بيني خوداشتعالي گاز طبيعي و آلاينده ها توانايي بيشتري نسبت به RANS دارد. واژه‌هاي كليدي: موتور اشتعال تراكمي كنترل واكنش پذيري، آلايندگي، مدل¬هاي آشفتگي، LES، RANS

1396/06/25

1/1/1900 12:00:00 AM

Internal combustion engines are one of the most important factors in air pollution and global warming, and despite many advances, they still have a low efficiency. Therefore, increasing efficiency and reducing pollutants is one of the challenges faced by researchers. Diesel engines have higher efficiency compared to gasoline engines due to lack of throttle and higher compression ratio, but the amount of nitrogen oxides and particulates in these motors is high. In order to solve such problems in recent years, a system called the Reactivity controlled compression ignition (RCCI) has been proposed, in which by low reactivity fuel injection at the inlet port, coupled with high reactivity fuel multi-stage spraying, mixture in the cylinder is provided. Since turbulence models have a significant effect on RCCI engine performance and emissions, this study uses the Converge CFD code coupled with two turbulence models called large eddy simulation(LES) and Navier-Stokes Reynolds averaged (RANS) Examines the impact of five parameters of the natural gas mass fraction, the timing of the secondary injection of diesel fuel, the engine speed, the initial temperature and the spray angle of the diesel spray on the combustion and emissions of the RCCI engine. The results showed that LES compared rans has more ability in natural gas auto-ignition and pollutant prediction. Keywords: Reactivity controlled compression ignition (RCCI), Pollution, Turbulence Models, LES and RANS