بررسي عملكرد سيستم خنك‌كاري موتور XU7 با نانوسيال آب- مس در راه‌اندازي‌ سرد با شبيه‌سازي عددي

Investigation of XU7 engine cooling system performance with water-copper nano fluid in warmup by numerical simulation

عملكرد موتور در شروع سرد، به دليل عدم آببندي قطعات و روانكاري نامناسب دچار اختلال مي‌شود. همين امر موجب فرسايش قطعات موتور و افزايش آلايندگي هوا خواهد شد. لذا بررسي رفتار موتور در حال گرم شدن اهميت بسزايي دارد. در اين مقاله سيستم خنك‌كاري موتور XU7 با استفاده از نانو سيال آب- مس در حالت گذرا (موتور درحال گرم شدن) حل عددي شده است. شبيه‌سازي به كمك سيميولينك نرم افزار متلب انجام شد. نتايج عددي با داده‌هاي تجربي اعتبار سنجي گرديد. بعد از اطمينان از درستي حل عددي توان مكانيكي پمپ آب و دماي بلوك سيلندر در حالت گذرا محاسبه شد. نتايج اين مقاله نشان داد در دور موتور پايين (زيرRPM1500) افزودن نانوذره تاثيري در مدت زمان حالت گذرا موتور ندارد، اما در دور موتور بالا(بالاي RPM4000) تا 25 درصد مي‌تواند مدت زمان حالت گذرا موتور را كاهش دهد. همچنين دماي حالت پايدار موتور را نيز مي‌تواند تا 5 درجه كاهش دهد. با افزايش درصد حجمي نانوذره، توان مكانيكي پمپ آب به مقدار قابل توجهي افزايش مي‌يابد. نتايج نشان داد با افزودن هر يك درصد نانوذره مس، 8 درصد توان مكانيكي پمپ آب بيشتر مي‌شود.

Engine performance in cold start temperatures is impaired due to lack of sealing of engine parts and improper lubrication. This will also erode engine parts and increase air pollution. Therefore, it is very important to study the behavior of the engine during warmup. In this paper, the cooling system of the XU7 engine is numerically solved using a transient water-copper nanofluid (engine warming up). The simulation was performed using MATLAB software Simulink. Numerical results were validated with experimental data of one of the references. After ensuring the correct numerical solution, the mechanical power of the water pump and the temperature of the cylinder block in the transient state were calculated. The results of this paper showed that at low engine speeds (below 1500 rpm) the addition of nanoparticles has no effect on the transient state of the engine, but at high engine speeds (above 4000 rpm) up to 25% can reduce the transient time of the engine. It can also reduce the steady state temperature of the engine up to 5 degrees. By increasing the volume percentage of nanoparticles, the mechanical power of the water pump increases significantly. The results showed that with each addition of one percent of copper nanoparticles, the mechanical capacity of the water pump increases by 8%.