بررسي عددي تاثير كسرجرمي و زمان شروع پاشش ديزل بر انتشار آلاينده ها در احتراق RCCI گاز طبيعي ديزل - موتور سنگين كاترپيلار

با توجه به هزينه و محدوديت سوختهاي فسيلي در جهان، كاهش مصرف سوخت در موتورهاي احتراق داخلي اهميت بسيار بالايي دارد. اين الزام با توجه به اثرات گلخانهاي گاز دياكسيدكربن بر گرمايش زمين اهميت دو چندان مييابد. بنابراين استفاده از موتورهايي با مصرف سوخت كمتر مورد اقبال جهاني قرار گرفته است. يكي از روشها در زمينه توسعه فرايند احتراق، روش احتراق دما پايين 1 ميباشدكه به علت پايين بودن دما، توليد NOx كاهش مييابد. نسبت هم ارزي 2 نيز طوري تنظيم ميگردد كه توليد دوده 3 به حداقل برسد. در زمينه احتراق كنترل شده واكنشي عمده مطالعات محققان بر روي نوع و درصد سوخت پيشآميخته نسبت به سوخت ديزل و همچنين نحوه پاشش مستقيم سوخت ديزل براي اختلاط بهتر هوا و سوخت بوده است. براي مدلسازي عددي از نرم افزار فاير 4 استفاده ميشود. در اين مطالعه به صورت عددي از سوخت گاز طبيعي بهصورت راهگاهي و پيشآميخته 5 درون منيفولد هواي ورودي و همچنين از ديزل به عنوان سوخت پاشش مستقيم استفاده ميشود. اين پژوهش اثر پارامترهاي مختلف را بهصورت عددي در نرم افزار Avl-fire روي موتور سنگين كاترپيلار مورد تحليل قرار مي دهد. هنگامي كه زمان شروع پاشش ديزل به نقطه مرگ بالا نزديك شود، به دليل خاصيت احتراق RCCI ، اشتعال زودتر اتفاق ميافتد كه منجر به افزايش بيشينه دما و فشار ميشود و به دنبال آن دوده، CO ، UHC كاهش و NOx افزايش پيدا ميكند و از يك زمان به بعد به دليل عدم فرصت لازم براي اختلاط، احتراق وارد ناحيه دوسوختي ميشود كه توزيع پارامترها عكس RCCI است. بنابراين با پاشش زودهنگام ديزل ميتوان از پديده ضربه جلوگيري كرد. همچنين با ازدياد كسر جرمي ديزل، احتراق زودهنگامتر وارد ناحيه دوسوختي ميشود كه به علت اختلاط ناهمگن سوخت، مقدار دوده و UHC افزايش مييابد و همچنين به دليل افزايش بيشينه دما، ميزان CO و NOx به ترتيب كاهش و افزايش مييابد. افزايش زاويه نازل انژكتور ديزل موجب تمركز سوخت ميشود كه باعث افزايش نرخ حرارت آزادشده، بيشينه دما، فشار و NOx و كاهش دوده و UHC ميشود.