13647

13647

بررسي عددي رسوب ذرات روغن بر روي سطح داغ تخت

كارشناسي ارشد

مكانيك - تبديل انرژي - علوم حرارتي

مهرماه 1393

مهرماه 1393

دكتر محمدحسن شجاعي فرد

چكيده هدف كلي اين پژوهش بررسي نرخ رسوب ناشي از قطرات روغن موجود در جريان نشتي از محفظه ميل‌لنگ بر روي سوپاپ ورودي است.هدف از مطالعه رسوب قطرات روغن به دست آوردن استراتژي¬هاي مؤثر بر كنترل هر دو نوع مطلوب و نامطلوب، درك درست از حمل‌ونقلقطرات در لايه¬مرزي، مكانيسم¬ها، و عوامل فيزيكي مؤثر بر رفتار رسوب است. رسوبايجادشدهتوسط قطرات روغن موجوددرمحفظهاحتراقموتورهابر روي بخش-هايمختلفآنوبه‌ويژهسوپاپورودييكيازمسائلتأثيرگذاربركاركردوطراحيايننوعموتورهامي¬باشد. اين رسوبات باعث كاركرد منفي موتور، احتراق غيرعادي، ايجاد سروصدا، كوبش، خوردگي و مشكلات سوختن و ازكارافتادن سوپاپ مي¬گردد. توسعهرسوببرروييكسطحگرمبهفاصله برخوردقطره،درجهحرارتسطحداغ،انواعروغن و خواصرسوبوابستگيدارد. شرايط ديگري نيز ماننداثراتخنك‌كنندگي،انتقالحرارتوواكنششيمياييدر شكل¬گيري رسوب درگيرند. با توجه به كارهاي انجام‌گرفته،يكمدلعدديمناسب برايپيش‌بينيميزانرسوبتشكيل‌شده از قطرات روغنبهازايپارامترهايمختلفوجودندارد. بدين منظور مطالعه انتقال و رسوب آنان بر روي سطح تخت(ساده‌سازي هندسه) در دو حالت زير انجام پذيرفته است: 1) هدف از مطالعه رسوب سرد بررسي مكانيسم¬هاي تشكيل فيلم روغن است. بدين منظور هيدروديناميك جريان جت برخوردي گاز-مايع(قطرات) نزديك سطح تخت در دماي محيط مطالعه شده است. همچنين گنجايش مدل براي پيش¬بيني تأثير پارامترهايي نظير اندازه قطرات، فاصله نازل از سطح، دبي جريان هواي ورودي به نازل و قطر نازل در ميزان نرخ رسوببررسي‌شده است. 2) به‌منظور بررسيتأثير دما بر تشكيل فيلم مايع قطرات بر روي سطح و ميزان نرخ رسوب، مدل براي شرايط دماي بالا زماني كه تبخير قطرات و واكنش¬هاي مختلف ايفاي نقش مي¬كنند، گسترش داده‌شده است. بر اساس نتايج مدل‌سازي، عدد استوكس مهم‌ترين پارامتر در تشكيل رسوب است. در اعداد استوكس پايين مكانيسم اصلي رسوب انتشار مولكولي و گردابه¬اي است و رسوب با تغيير مقدار قطر ذره و سرعت تغيير چنداني نمي¬كند. در اعداد استوكس بالاتر برخورد مهم¬ترين علت ايجاد رسوب بوده و نرخ رسوب با افزايش قطر ذره و سرعت فاز گازي افزايش مي¬يابد. نتايج مطالعات براي دماي سطح بين 150 تا 350 درجه سانتي¬گراد نشان مي¬دهد كه با افزايش دما نرخ رسوب به‌وسيله كاهش غلظت قطرات و تبخير مواد فرار، كاهش مي¬يابد، ولي رسوب سخت (كربن سوخته)به دليل افزايش امكان انجام واكنش شيميايي افزايش خواهد يافت. مدل نهاييارائه‌شده توانايي پيش¬بيني نرخ رسوب براي شرايط مختلف را داراست. كلماتكليدي:سوپاپورودي،روغن‌موتور،رسوب،سطحداغ، آئروسل، مسيريابي قطرات