توسعه مدل تک‌منطقه‌ای احتراق برای یک موتور اشتعال تراکمی کنترل واکنشی

امروزه موتورهای احتراق داخلی از نوع اشتعال تراکمی کنترل واکنشی به عنوان یک فناوری جدید احتراقی با آلایندگی پایین و راندمان حرارتی بالا بسیار مورد توجه محققان می‌باشند. در این موتورها، احتراق از نوع دما پایین بوده و مهمترین عامل کنترل احتراق در این موتورها، کنترل واکنش‌پذیری مخلوط داخل سیلندر در مرحله تراکم می‌باشد. در مطالعه حاضر، رویکردی جدید برای مدلسازی تک‌منطقه‌ای احتراق از نوع اشتعال تراکمی کنترل واکنشی با سوخت‌های گاز طبیعی و هپتان نرمال پیشنهاد شده است. در این راستا، ابتدا با مدلسازی سه بعدی فرآیندهای تراکم، اشتعال، احتراق و انبساط در یک موتور اشتعال تراکمی کنترل واکنشی در نرم‌افزار کانورج، مقدار سوخت پاشیده شده (هپتان نرمال) و مقدار سوخت آماده احتراق بر حسب زمان استخراج شد. در ادامه، با وارد کردن این اطلاعات به مدل تک‌منطقه‌ای توسعه داده شده، فرآیند احتراق در موتور اشتعال تراکمی کنترل واکنشی با دقت قابل قبولی مدلسازی گردید. نتایج حاکی از آن است که مدل حاضر با دقت خوبی شروع اشتعال را پیش‌بینی نموده و رفتار احتراق بعد از اشتعال در توافق خوبی با نتایج تجربی متناظر می‌باشد. هدف از توسعه این مدل تک‌منطقه‌ای، بهره‌برداری از آن در توسعه مکانیزم‌های سینتیک شیمیایی کاهش‌یافته برای این نوع احتراق می‌باشد.

development of a single-zone combustion model for a reactivity-controlled compression ignition engine

today, the reactivity-controlled compression ignition (rcci) strategy has garnered significant attention among researchers as a novel combustion technology characterized by low emissions and high thermal efficiency. such engines employ a low-temperature combustion strategy, with a crucial factor being the control of mixture reactivity within the cylinder during the compression stroke. in this study, a novel approach is introduced to formulate a single-zone combustion model (szcm) tailored for reactivity-controlled compression ignition engines operating on natural gas (ng) and n-heptane. initially, a three-dimensional model of the rcci engine is created under various operating conditions using converge software, enabling the extraction of fuel (n-heptane) injection quantities and the amount of fuel poised for combustion at each crank angle. subsequently, this data is integrated into the szcm to assess the model s performance for rcci engines. the results demonstrate that the szcm can simulate rcci engines with commendable accuracy. notably, the start of combustion can be predicted with precision when compared to experimental data, and the combustion history aligns well with corresponding experimental findings. this endeavor aims to enhance the szcm for application in developing reduced chemical kinetics mechanisms tailored for rcci engines.