Title of article :
Simulation of Dual Fuel Combustion of Direct Injection Engine with Variable Natural Gas Premixed Ratio
Author/Authors :
Jafari, B Faculty of Engineering Modern Technologies - Amol University of Special Modern Technologies (AUSMT), Amol, Iran , Khatamnejad, H Mechanical Engineering Department - Urmia University, Urmia, Iran , Shahavi, M.H Faculty of Engineering Modern Technologies - Amol University of Special Modern Technologies (AUSMT), Amol, Iran , Ganji, D.D Department of Mechanical Engineering - Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
Abstract :
Nowadays, the major challenge of diesel engines development is simultaneous nitrogen oxides and soot emissions reduction without the thermal efficiency drop. Hence, different combustion concepts should be investigated to reach optimum emission and performance conditions in diesel engines without expensive aftertreatment systems. This paper presents the results of a study on a dual fuel (DF) engine including natural gas and diesel fuel in view of combustion and emissions parameters. The current investigation also supports by 3D-CFD simulation coupled with the chemical kinetics mechanism for detailed investigation. Based on the results, increasing the premixed ratio of natural gas from 50% to 90% causes the combustion shifts toward the expansion stroke. Therefore, the in-cylinder pressure and combustion efficiency decreases. In 90% premixed ratio of natural gas, the non-combustion condition can be observed. This phenomena leads to extremely increase in HC and CO emissions.
Farsi abstract :
امروزه چالش اصلي توسعۀ موتورهاي ديزل كاهش همزمان اكسيدهاي نيتروژن و دوده بدون كاهش بازدۀ حرارتي است. از
اينرو مفاهيم مختلف احتراقي براي حصول شرايط عملكردي و ميزان آلاينده هاي توليدي در موتورهاي ديزل بدون استفاده
از سيستم هاي گران پس پردازش بايد بررسي شوند. در اين مقاله نتايج مطالعه بر روي يك موتور دوگانه سوز كه با سوخت
ديزل و گاز طبيعي كار مي كند، با توجه به پارامترهاي احتراق و آلايندگي ارائه شده است. اين بررسي ها با شبيه سازي سه
بعدي CFD كه براي مطالعۀ دقيقتر با مكانيزم سينتيك شيميايي كوپل شده، انجام گرفته است.با توجه به نتايج، افزايش نسبت
سوخت سوخت گازي از 50 % به 90 % سبب حركت فاز احتراق به سمت مرحله انبساط مي شود. بنابراين فشار داخل سيلندر
و بازدۀ احتراق كاهش مي يابد. در نسبت سوخت گاز 90 %، شرايط عدم وقوع احتراق مشاهده مي شود. اين پديده منجر به
افزايش بيش از حد آلاينده هاي HC و CO مي شود.
Keywords :
Diesel Fuel , Natural Gas , Gas Percentage , Double Injection , CFD Simulation