19096

۱۹۰۹۶

بررسي عددي پديده دوده در يك موتور اشتعال تراكمي

كارشناسي ارشد

سيستم محركه

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۰۱/۲۲

دكتر علي نصيري طوسي

خودرو

امروزه در جهان بخش قابل توجهي از انرژي مورد استفاده براي مصارف گوناگون حاصل احتراق سوخت¬هاي هيدروكربني در سيستم¬هاي احتراقي مي¬باشد، بنابراين تلاش براي بهبود و اصلاح فرآيندهاي احتراقي و حذف يا كاهش فرآيندهاي نامطلوب و مخرب جانبي احتراق امري بسيار حائز اهميت است. در ميان تمام تلاش¬هاي انجام گرفته براي اصلاح عملكرد سيستم¬هاي احتراقي نظير كاهش آلاينده¬ها و حتي وضع قوانيني براي كاهش انتشار آن¬ها، تلاش براي كاهش انتشار دوده به عنوان يكي از آلاينده¬هاي مهم كه اثرات جبران¬ناپذيري بر سلامت انسان دارد، كيفيت زندگي او را دچار اختلال مي¬كند و حتي به نوبه خود فرآيند نامطلوبي در ضمن احتراق است، سال¬هاست كه آغاز شده و از جهات گوناگون مورد بررسي قرار گرفته است. از آن¬جا كه گام اول در راستاي حذف يا كاهش اين آلاينده، درك و شناسايي كامل ساختار آن و مكانيزم¬هاي وقوع آن و به نوعي پارامترهاي مؤثر در توليد آن مي¬باشد، لذا در اين پايان¬نامه ابتدا ساختار دوده، مكانيزم-هاي تشكيل و مدل¬هاي عددي ارائه شده براي آن در دو دهه اخير مورد بررسي قرار گرفته است و با تشريح كاربردي¬ترين مدل¬ها، سعي شده است تا دانش نظري كافي براي شناسايي اين پديده حاصل گردد. سپس يكي از كاربردي¬ترين مدل¬هاي ارائه شده براي تشكيل دوده كه داراي نه مرحله مي¬باشد، براي انجام مدلسازي عددي اين پديده در موتور ديزل نمونه با استفاده از كد KIVA-3V مورد استفاده قرار گرفته است. نتايج حاصل از شبيه¬سازي انجام شده، با نتايج تجربي فشار محفظه احتراق و مقدار دوده تشكيل شده در يك موتور دو زمانه ديزل با سيستم تزريق مستقيم اعتبارسنجي شده است. مشخصه¬هاي دوده مانند غلظت گونه¬هاي تشكيل¬دهنده دوده، غلظت دوده، تعداد در واحد حجم ذرات، قطر متوسط ذرات، جرم، حجم و كسر حجمي دوده و زمان و مكان توده دوده تشكيل شده در داخل سيلندر به عنوان خروجي مورد بحث و بررسي قرار گرفته¬ است و تطابق نتايج حاصل شده با نتايج ذكر شده در منابع نشان داده شده است.

1397/04/24

Numerical Investigation of Soot Phenomenon in a CI Engine

7/15/2018 12:00:00 AM

Nowadays, a considerable part of the energy used for various purposes is the result of the combustion of hydrocarbon fuels in combustion systems. Therefore, efforts to improve and modify combustion processes and reduce the undesirable byproducts are of great concern. Among all the efforts made to improve the performance of combustion systems including reduction of pollutants, reduction of soot emissions has received special attention. This is due to the fact that soot emission is one of the major pollutants that have irreparable effects on human health, affects the quality of life and also it is even an unpleasant process during combustion. Since the first step to reduce the soot pollution is to provide a comprehensive overview of its structure, mechanisms and also the effective parameters of its production, in this study, the phenomenon of soot formation and oxidation are investigated using one of the multi-step models presented for the formation and oxidation of soot to identify the behavior and parameters affecting soot formation. Numerical modeling of this phenomenon is carried out using KIVA-3V code. The results of the simulation are validated using the experimental data of pressure and the amount of soot formed in the combustion chamber of a two-stroke diesel engine with a direct injection system. Soot characteristics i.e., mass, volume and volume fraction of soot, species concentration, soot concentration, particle number density, average particle diameter, and the time and place of soot content in the combustion chamber are discussed as outputs of the model. The results show good agreement with the experimental data.