ارزيابي اثر دما و فشار ورودي بر احتراق اشتعال تراكمي مخلوط همگن با سوخت بنزين

Evaluation of the effect of inlet temperature and pressure on HCCI engine fueled with gasoline

بازده حرارتي زياد، توليد اكسيدهاي نيتروژن و دوده ناچيز در احتراق اشتعال تراكمي‌ مخلوط همگن، از مزاياي اين نوع از احتراق موتورهاي كم دماسوز مي باشد. در اين مطالعه از مدل صفربعدي تك‌ ناحيه اي كوپل با سينتيك شيميايي جهت ارزيابي اثر دما و فشار ورودي بر احتراق اشتعال تراكمي مخلوط همگن استفاده شد. كد نويسي در نرم افزار متلب انجام شده و از ماژول كانترا جهت تعيين خواص لحظه اي مخلوط بهره گرفته شده است. در مدل تك ناحيه اي از مدل نيمه تجربي انتقال حرارت وشني استفاده شده است. مدل صفربعدي تك‌ناحيه اي كوپل با سينتيك شيميايي با داده‌هاي تجربي صحت‌سنجي شد. اثر دما و فشار ورودي بر الگوي فشار درون سيلندر، نرخ آزادسازي انرژي و شار حرارتي بررسي گرديد. نتايج نشان دادند كه افزايش دماي ورودي باعث افزايش پيك الگوي فشار درون سيلندر، نرخ آزادسازي انرژي و شار حرارتي براي هر دو مرحله آزادسازي انرژي واكنش هاي دماپايين و دمابالا شده و احتراق را نيز جلو انداخته است. همچنين افزايش فشار ورودي باعث افزايش پيك الگوي فشار درون سيلندر، نرخ آزادسازي انرژي و شار حرارتي براي هر دو مرحله آزادسازي انرژي واكنش هاي دماپايين و دمابالا شده و احتراق را نيز جلو انداخته است؛ با اين استثنا كه مدل وشني نتوانسته بخوبي اثر افزايش فشار ورودي براي مرحله اول آزادسازي انرژي را در نمودار تغييرات نرخ آزادسازي انرژي نشان دهد.

High thermal efficiency, lower NOx and soot exhaust emissions in the homogeneous charge compression ignition engine, are the advantages of this type of low-temperature combustion engines. In this study, a zero-dimensional single zone model coupling with chemical kinetics was used to evaluate the effect of inlet temperature and pressure on the HCCI engine. The coding was done in MATLAB software and the CANTERA module was used to determine the instantaneous properties of the mixture. In the single-zone model, a semi-empirical heat transfer model of Woschni is used. The zero-dimensional single-zone model coupling with chemical kinetics was validated with experimental data. The effect of inlet temperature and pressure on the pressure pattern inside the cylinder, heat release rate and heat flux were investigated. The results showed that increasing the inlet temperature increased the peak pressure pattern inside the cylinder, heat release rate and heat flux for both energy release stages, low temperature reaction and high temperature reaction heat release, and also advanced combustion. Increasing the inlet pressure also increases the peak pressure pattern inside the cylinder, the rate of heat release and the heat flux for both the energy release stages of the low-temperature and high-temperature reactions heat release, and also advance combustion; With the exception that the Woschni model could not well show the effect of increasing the inlet pressure for the first stage of energy release in the diagram of changes in the rate of heat release.