شبیه سازی عددی و مطالعه پارامتریک موتور گازسوز پیش محفظه دار با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

سیستم احتراق پیش محفظه یک فناوری کلیدی برای امکان کارکرد موتورهای اشتعال جرقه‌ای در شرایط رقیق سوزی و احتراق پایدار است. لذا در تحقیق حاضر تاثیر نسبت چرخش، نسبت هم ارزی و زمان جرقه‌زنی بر فشار، دما، توان تولیدی موتور و میزان انتشار آلاینده یک موتورگازی پیش محفظه دار با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی مورد بررسی قرار گرفت. این تحقیق به‌طورکلی شامل سه قسمت است، در قسمت اول هندسه محفظه احتراق یک موتور که به فناوری پیش­محفظه مجهز است ترسیم شده و شبکه‌بندی شده است. در مرحله دوم حرکت دینامیکی به محفظه احتراق داده شده و محفظه در حالت موتورینگ (بدون احتراق) شبیه‌سازی شده است. در مرحله سوم، احتراق درون محفظه احتراق با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت مورد تحلیل قرار گرفت. این تحلیل که شامل روش­های حل مسئله دینامیک شبکه محاسباتی و انتقال اجزاء در اثر احتراق بود، پروفیل دما، فشار، مصرف سوخت، کار خروجی و سایر مشخصه‌‌‌های عملکردی موتور را در اختیار محققین قرار می‌دهد. تجزیه‌وتحلیل اثر نسبت سوخت هوا نشان داد که بهترین نسبت هم ارزی عملیاتی در بار کامل 2 است که نسبت هم ارزی موتور پایه است. همچنین نتایج نشان داد که زمان جرقه‌زنی 12 و 15 درجه قبل از نقطه مرگ بالا شرایط عملیاتی قابل قبولی را نشان می‌دهد. زمان جرقه‌زنی 12 تولید nox کمتر و دمای گازهای خروجی بالاتری را در مقایسه با زمان جرقه 15 نشان داد.

numerical simulation and parametric study of pre-chamber gas engine using computational fluid dynamics

burn conditions and stable combustion. therefore، in the current research، the effect of rotation ratio، equivalence ratio and ignition time on pressure، temperature، engine output power and pollutant emissions of a pre-chambered gas engine was investigated using computational fluid dynamics. this research generally consists of three parts; in the first part، the combustion chamber geometry of an engine equipped with pre-chamber technology is drawn and gridded. in the second step، dynamic motion is given to the combustion chamber and the chamber is simulated in motoring mode (without combustion). in the third step، the combustion process inside the chamber was analyzed using fluent software. this analysis، which included methods for solving the problem of computational network dynamics and the transfer of components due to combustion، provides the profiles of temperature and pressure، fuel consumption، output work، and other functional characteristics of the engine. analysis of the effect of air fuel ratio showed that the best operating equivalence ratio at full load is 2، which is the equivalence ratio of the base engine. also، the results showed that the ignition time of 12 and 15 degrees before the top dead point shows acceptable operating conditions. ignition timing 12 showed lower nox production and higher exhaust gas temperature compared to ignition timing 15.