دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت دبیر شهیدرجایی تهران
چکیده
افزایش نگرانیهای زیست محیطی در چند دهه اخیر باعث توجه اساسی به تشکیل و انتشار آلوده کنندههای محیط زیست و نحوه کنترل آنها شده است. در این تحقیق اثر عمق و قطر کاسه سمبه برروی عملکرد و آلایندگی موتور دیزل سواری تزریق مستقیم بررسی شد. برای این منظور از نرمافزار دینامیک سیالات محاسباتی سهبعدی ای‌وی‌ال‌فایر برای شبیه‌سازی چرخه موتور استفاده شد. با اعمال معادلات احتراق، آشفتگی و آلایندگی، چرخه بسته موتور دیزل تزریق مستقیم شبیه‌سازی شد. بعد از بررسی استقلال نتایج حل از تعداد سلول‌های محاسباتی و اعتبارسنجی نتایج حاصل از شبیه‌سازی با دادههای تجربی، موتور با چهار هندسه مختلف کاسه سمبه شبیه‌سازی شد و نتایج فشار، نرخ گرمای آزاد شده، دمای داخل استوانه و مقدار آلایندگی آنها با هم مقایسه گردید. نتایج نشان داد هندسه کاسه سمبه چهارم به-دلیل داشتن قطر دهانه کاسه بزرگتر و عمق کمتر، کمترین برخورد جت سوخت به دیواره را داشته و از طرفی بهترین اختلاط را در داخل محفظه احتراق ایجاد می‌کند و دارای عملکرد بهتر و میزان آلایندگی کمتری است. همچنین در این تحقیق دیده شد که با کاهش اندازه قطر دهانه کاسه سمبه و افزایش عمق آن، تولید مقدار آلاینده اکسید نیتروژن کاهش و آلایندههای منوکسید کربن، هیدروکربن نسوخته و دوده افزایش مییابد.
Fu Lin, B. and Ogaru, M. “A New Multi-Impingement Wall Head Diffusion Combustion System (NICS - MH) of a DI Diesel Engine, The Effect of Combustion Chamber Geometry”, SAE Technical Paper, No.951792, 1995.##
Dec, J. and Conceptual, E. “A Conceptual Model of DI Diesel Combustion Based on Laser-Sheet Imaging”, SAE Technical Paper, No:970873, 1997.##
Wickman, D., Senecal, D. and Reitz, R. “Diesel engine Combustion Chamber Geometry Optimization Using Genetic Algoritms and Multi–Dimensional Spray and Combustion Modeling”, SAE Technical Paper, No:2001-01-0547, 2001.##
Kidoguchi, Y., Sanda, M. and Miwa, K. “Experimental and Theoretical Optimization of Combustion Chamber and Fuel Distribution for the Low Emission Direct-Injection Diesel Engine”, J. Eng. Gas Turbine Power, Vol. 125, No. 1, pp351-357 , 2002.##
Prasad, B.V., Sharma, C.S., Anand, T.N. and Avikrishna, R.V. “High Swirl-Inducing Piston Bowls in Bmall Diesel Engines for Emission Reduction”, Applied Energy88, Vol. 88, No. 7, pp. 2355–2367, 2011.##
Schoenfeld, S., Rajamani, V. and Dhondge, A. “Parametric Analysis of Piston Bowl Geometry and Injection Nozzle Configuration Using 3D CFD and DoE”, SAE Technical Paper, No:2012-01-0700, 2012.##
Sungwook, P. “Optimization of Combustion Chamber Geometry and Engine Operating Conditions for Compression Ignition Engines Fueled with Dimethyl Ether”, Vol. 97, pp. 61-71, 2012.##
Ghadimi, N., Gorji, N. and Domiri Gang, D. “3D Simulation of Close Cycle of Spark Ignition Gas Engine and Investigation on Effects of Combustion Chamber Geometry on Power and Emissions”, J. Engine Research, Vol. 28, pp. 31-38, 1392 (In Persian).##
Hu, D., Li, D. and Yu, Y. “A Computational Investigation into the Effects of Piston Bowl Geometry on Fuel-Air Mixing and Performance in a High-Intensified Diesel Engine”, Materials for Renewable Energy and Environment Conference, 2013.##
Ramesh Bapu, D.R., Saravanakumar, L. and Durga Prasad, B. “Effects of Combustion Chamber Geometry on Combustion Characteristics of a DI Diesel Engine Fueled with Calophyllum Inophyllum Methyl Ester”, J. Energy Institute, Vol. 90, No. 1, pp. 82-100 , 2016.##
Nicolas-Ivan, H., David, C., Francxois, L. and Pascal, C. “Influence of the Combustion Chamber Geometry on the Scavenging of a Four-Stroke Internal-Combustion Engine During the Valve Overlap Period”, J. Automobile Engineering, Vol. 230, No. 14, pp. 1873-1890, 2016.##
Engine Simulation Environment (ESE) Tutorial, AVL FIRE Version 2011, 2011.##
Zeldovich, Y. B., Sadovnikov, P. Y. and Frank-Kamenetskii, D. A. “Oxidation of Nitrogen in Combustion”, Translation by M. Shelef, Academy of Sciences of USSR, Institute of Chemical Physics, Moscow-Leningrad, 1947.##
Candel, S. and Poinsot, T. “Flame Stretch and the Balance Equation for the Flame Area Combust”, Sci and Tech, 1990.##
Delhaye, B. and Cousyn, B. “Computation of Flow and Combustion in Spark Ignition Engine and Comparison with Experiment”, SAE Technical Paper, No:961960, 1996.##
Liu, D., Xu, X., Zhao, W., Wang, Z., Zhang, Y. and Sun, Z. “Experimental Study on Low-Swirl Shallow W-Type Combustion System for a Small D.I. Diesel Engine”, SAE Technical Paper, No:950613,1995.##
میرمحمدی, علی, & حسین آبادی, محمدرضا. (1397). بررسی اثر هندسه کاسه سمبه بر عملکرد و آلایندگی موتور دیزل تزریق مستقیم با شبیه‌سازی عددی. مکانیک هوافضا, 14(3), 29-39.
MLA
علی میرمحمدی; محمدرضا حسین آبادی. "بررسی اثر هندسه کاسه سمبه بر عملکرد و آلایندگی موتور دیزل تزریق مستقیم با شبیه‌سازی عددی". مکانیک هوافضا, 14, 3, 1397, 29-39.
HARVARD
میرمحمدی, علی, حسین آبادی, محمدرضا. (1397). 'بررسی اثر هندسه کاسه سمبه بر عملکرد و آلایندگی موتور دیزل تزریق مستقیم با شبیه‌سازی عددی', مکانیک هوافضا, 14(3), pp. 29-39.
VANCOUVER
میرمحمدی, علی, حسین آبادی, محمدرضا. بررسی اثر هندسه کاسه سمبه بر عملکرد و آلایندگی موتور دیزل تزریق مستقیم با شبیه‌سازی عددی. مکانیک هوافضا, 1397; 14(3): 29-39.
)
