بررسي تاثير عوامل محيطي و غني سازي اكسيژن بر احتراق و عملكرد موتور ROTAX-912 با نرم افزار AVL-FIRE

An investigation on the effect of environmental factors and oxygen enriched on combustion and performance of on ROTAX-912 engine with AVL-FIRE software

از مسايل اساسي در ارتقا ارتفاع پروازي هواپيماهايي با موتور پيستوني، شناخت عوامل موثر بر بازده اين موتورها ميباشد. عامل محيطي تاثير به سزايي در بازده و عملكرد موتور دارد؛ بنابراين در اين مقاله به معرفي و بررسي تاثير اين عوامل بر احتراق و عملكرد موتور ROTAX 912 پرداخته شده است. بدين منظور، از نرم افزار FIRE جهت شبيه سازي موتور مورد مطالعه استفاده شده است. در اين تحقيق موتور در شرايط استوكيومتري كار ميكند و سرعت موتور برابر 5500 دور بر دقيقه ميباشد. براي اعتبار دهي، نتايج حاصل از شبيه سازي با داده هاي حاصل از آزمايشات تجربي، مقايسه شده است. در تمام موارد اعتبارسنجي، نتايج تجربي و عددي توافق خوبي را نشان داده اند. نتايج نشان داد افزايش ارتفاع تا 2600 متري تاثير چنداني بر كاهش توان ندارد و حداكثر ارتفاع كاري موتور 6000 متر با كاهش 52 درصدي توان ميباشد. افزايش رطوبت هوا تاثير منفي بر بازده موتور دارد. تا ارتفاع 5000 متري كاهش دماي هوا باعث افزايش توان شده اما بعد از ارتفاع 5500 متري كاهش دما هوا تاثير منفي بر توان موتور داشته است. غني سازي اكسيژن در ارتفاعات پايين باعث افزايش توان قابل توجهي مي شود اما اثر افزايش توان با غني سازي اكسيژن با افزايش ارتفاع كاهش مي يابد.

One of the key issues in promoting altitude of an aircraft with piston engine, is knowing of the factors that effect on the engine efficiency. Environmental factors have a considerable impact on the efficiency and engine performance. So in this paper, it has been discussed to introduce and investigate the impact of these factors on combustion and performance of the ROTAX 912F engine. For this purpose, the FIRE software has been used for simulation of the engine. In this study, it is assumed that the engine works in stoichiometric conditions and the engine speed is 5500 rpm. For accreditation, the results of the simulation have been compared with the data obtained from the experiments. In all cases of validation, experimental and numerical results have shown a good agreement. The results showed an increase in height to 2600 meters does not has a major influence on the reduction of power and the maximum function height of the engine is 6000 meters with 52 percent of power reduction. An increase in humidity has a negative effect on the engine efficiency. The air temperature reduction to a height of 5000 meters make an enhancement in the power, but it has had a negative effect on the engine power after a decrease in altitude to 5500 meters. Oxygen enrichment at lower altitudes makes a significant increment in the power, but it is decreased with increasing altitude.