بررسي اثرات افزودن بخار آّب بر فرايندهاي شيميايي موجود در محفظه احتراق

Investigation on the Effect of Water Addition on HCCI Combustion of Methane

هدف از مطالعه حاضر، بررسي اثرات شيميايي بخار آب بر احتراق HCCI متان است. براي نيل به هدف مذكور، از يك مدل ترموديناميكي چند منطقه اي و يك سينتيك شيميايي شبه توسعه يافته شامل 53 گونه و 325 واكنش استفاده شده است. ابتدا صحت مدل براي دو حالت عملكردي مختلف سنجيده شده و سپس چهار مقدار مختلف از آب به سوخت افزوده شده و تاثير آن بر احتراق متان مورد بررسي قرار گرفته است. روش افزودن آب به تركيب داخل محفظه به گونه اي است كه مقدار كلي جرم داخل محفظه و نيز نسبت كلي سوخت به هوا ثابت مانده و آب جايگزين سوخت، هوا و EGR (در صورت وجود) بطور همزمان شده است. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه افزودن آب سبب شده است تا مقدار بيشينه راديكال هاي موجود در محفظه احتراق كاهش يافته و زمان تشكيل آنها نيز به تاخير بيفتد. افزودن آب اثر مشهودي بر درجه اهميت واكنش هاي طي شده در محفظه احتراق در لحظه آغاز احتراق و نيز CAD50 نداشته ولي نرخ پيشروي آنها را كاهش داده است. با افزودن آب مي توان فرايندهاي شيميايي داخل محفظه احتراق را در يك موتور HCCI كنترل نمود

The main purpose of current study is to investigate the effect of water addition on HCCI combustion of methane. A multi zone thermodynamic model coupled to a semi-detailed chemical kinetics mechanism, containing 53 species and 325 reactions is used for HCCI combustion simulation. At first, multi zone model is validated against the experimental data for two different cases and then four different values of water are added to fuel and their effects on chemical processed which are occurred in the cylinder are investigated. The in-cylinder mass is constant during the study and fuel, air and EGR are replaced by water. The results show that water addition retards the formation time of in-cylinder radicals and decreases their peak values. Water addition has no significant effect on importance of different reactions but reduces their rates at start of combustion and CAD35. The Chemical processes of HCCI combustion can be controlled by water addition.