مطالعه عددی پاشش چندگانه سوخت در روند احتراق و آلایندگی موتورهای اشتعال تراکمی با واکنش پذیری کنترل شده

در مطالعه حاضر، استراتژی پاشش‌های چندگانه سوخت بر نحوه عملکرد و میزان آلایندگی یک موتور اشتعال تراکمی با واکنش پذیری کنترل شده، مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم شامل معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی به‌ همراه مدل آشفتگی k-ε استاندارد و مدل‌های احتراقی و آلایندگی در نظر گرفته شده است. معادلات با استفاده از روش حجم محدود در محدوده متغیرهای کارکردی موتور و با استفاده از کد تجاری فایر به صورت عددی حل گردید. پاشش‌های چندگانه سوخت طی درصدهای جرمی مختلف سوخت از لحاظ پیش ‌پاشش، پاشش اصلی و پس ‌پاشش و نیز زمان‌های مختلف توقف بین مراحل پاشش، شبیه‌سازی گردید. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که تغییر مقدار سوخت پاشش شده در هر مرحله تاثیر قابل توجهی بر روی فشار داخل سیلندر و آزاد سازی انرژی می‌گذارد که حالت بهینه آن، درصد عمده پاشش، در مرحله اول (بخش اصلی) و درصد کمتر پاشش، در مرحله دوم بدست آمد. همچنین بهترین حالت پاشش در شرایط کاری موتور اشتعال تراکمی با واکنش پذیری کنترل شده، به منظور کاهش همزمان دوده و اکسیدهای نیتروژن، حالت 25 (25) 75 می‌باشد، به‌عبارت دیگر چنانچه 70 درصد کل سوخت، تحت عنوان پاشش اصلی، تزریق شده و فاصله زمانی توقف پاشش بین مراحل 25 درجه میل‌لنگ بوده و 25 درصد سوخت تحت عنوان پس پاشش در مرحله دوم تزریق ‌شود، سبب کاهش 22 درصدی آلاینده اکسید نیتروژن و 36 درصدی آلاینده دوده می‌گردد. این نتایج با افزایش 3.8 درصدی مصرف سوخت ویژه ترمزی نسبت به حالت پایه (پاشش تک مرحله‌ای) همراه بوده است.

numerical study of multiple fuel injection in combustion process and emission of reactivity controlled compression ignition engines

in this thesis, the strategy of multiple fuel injections on the performance and emissions of an rcci engine or reactive compression ignition engine was investigated. the governing equations include continuity, momentum and energy equations along with the standard k-ε turbulence model and combustion and emission models. these equations were solved numerically by using the finite volume method in the range of engine functional variables and by using fire commercial software. multiple fuel injections were simulated during different fuel mass percentages in terms of pre-injection, main injection and post-injection, as well as different stop times between injection stages. the results showed that changing the amount of injected fuel in each stage has a significant effect on the pressure inside the cylinder and the release of energy, and its optimal state, the major percentage of injection, was obtained in the first stage (the main part) and the lower percentage of injection was obtained in the second stage. . also, the best injection mode in rcci engine working conditions, in order to simultaneously reduce nox and soot pollutants, is mode 25 (25) 75, which causes a 22% decrease in nox pollutant, a 36% decrease in soot pollutant, and its only negative factor, an increase of 3.8% in fuel consumption, there was a brake compared to the basic mode (single-stage injection).