آنالیز حرارتی و بهینه سازی راندمان سیکل ترکیبی اتو- استرلینگ به منظور بازیابی انرژی اتلافی خروجی از اگزوز موتور احتراق داخلی

در این تحقیق استفاده از سیکل استرلینگ جهت بازیابی اتلاف حرارتی گازهای خروجی موتور احتراق داخلی بررسی شده است. شبیه‌سازی تک بعدی احتراق برای پیش بینی بار حرارتی و دمای گازهای خروجی از اگزوز موتور انجام شده است. نتایج تست تجربی موتور گازسوز m355g جهت صحه گذاری مدل شبیه سازی استفاده شده است. دمای گازهای خروجی از اگزوز در محدوده 710-610 درجه سانتی‌گراد و بار حرارتی انتقال یافته به اگزوز 176.7-84.1 کیلووات اندازه گیری شده است. برنامه تهیه شده دمای گازهای خروجی را با میانگین 3.8 درصد و توان تولیدی را با میانگین 5.9 درصد خطا پیش بینی می نماید. آنالیز حرارتی انرژی منتقل شده به سیستم خنک کاری، سیستم اگزوز و توان خروجی موتور انجام شده و نشانگر این مطلب است که تقریباً 25 درصد انرژی به سیستم اگزوز هدایت شده است. با نصب گرم کن موتور استرلینگ پیشنهادی در مسیر گازهای خروجی از اگزوز، بازیابی 8.4 کیلووات در بهترین حالت امکان پذیر است. شبیه‌سازی موتور استرلینگ نوع آلفا جهت پیش بینی بازیابی انرژی توسط نرم‌افزار جی تی انجام شده و برای صحه‌گذاری شبیه سازی از نتایج تست موتور سولو استفاده شده است. با توجه به دقت 9 درصدی در پیش‌بینی توان تولیدی موتور استرلینگ، موتور جدیدی با فشار کاری پایین تر پیشنهاد شده است. با توجه به تغییر دمای گازهای خروجی موتور احتراق داخلی که ناشی از تغییر شرایط کارکردی نظیر دور موتور است، میزان توان تولید شده و راندمان برای موتور استرلینگ محاسبه شده است. آنالیز حرارتی سیکل ترکیبی نشانگر افزایش 2 تا 3 درصدی راندمان نسبت به راندمان موتور احتراق داخلی می باشد.