تحليل انرژي و قابليت كاردهي عملكرد موتور ديزل با سوخت پيش آميخته بنزين

Energy and exergy analyses of diesel engine performance with premixed gasoline fuel

بهينه‌سازي عملكرد موتور‌هاي ديزلي موضوع بيشتر پژوهشگران اين زمينه در دهه‌هاي اخير مي‌باشد. يكي از ابزارهاي موثر در حركت به سمت بهينه‌سازي عملكرد سيستم‌هاي حرارتي تحليل اگزرژي مي‌باشد. در اين تحقيق از مفهوم انرژي و اگزرژي براي ارزيابي عملكرد يك موتور اشتعال تراكمي با سوخت پيش آميخته بنزين در بارهاي مختلف و سرعت ثابت استفاده شده است. همچنين براي رسيدن به عملكرد مناسب موتور ديزل با استفاده از سوخت پيش آميخته علاوه بر بررسي بازده قانون اول و دوم ترموديناميك انتشار گازهاي آلاينده نيز در نظر گرفته شده است. از نتايج اين تحقيق مشخص مي‌شود كه بيشترين سهم انتقال اگزرژي مربوط به بازگشت‌ناپذيري‌ها و به طور متوسط 50% بوده و در بارهاي بالا با استفاده از سوخت پيش آميخته بنزين تخريب اگزرژي 5% كاهش مي‌يابد. تلفات انرژي و اگزرژي بواسطه گازهاي خروجي نيز با پيش آميختگي بنزين در راهگاه تنفس به ترتيب 5/8 % و 5/16%، متوسط تمام بارها،كاهش خواهد يافت. استفاده از سوخت پيش آميخته بنزين در تمام بارها مي‌تواند سبب افزايش بازده انرژي و اگزرژي (ماكزيمم 8% در بالا) نسبت به حالت ديزل پايه گردد درحاليكه مقادير آلاينده NOX را كاهش مي‌دهد. همچنين مشخص گرديد كه دو آلاينده HC و CO در تمام بارها با سوخت پيش آميخته افرايش خواهند يافت.

Performance optimization of diesel engines is the subject of most researchers in the field of internal combustion engine in recent decades. One of the the most effective ways toward optimizing the performance of heating systems is exergy analysis. In this study, energy and exergy concepts are applied to evaluate the performance of a compression ignition engine with premixed gasoline fuel at various loads and constant speed. To reach proper performance of diesel engine with premixed fuel, in addition to first and second-law efficiencies, exhaust emission characteristics are reviewed. The results of this study indicated that greater portion of exergy transfer was due to the irreversibility, averaged 50% while at high loads exergy destruction rate decreased to %5 by using premixed gasoline fuel. Also, energy and exergy losses through exhaust emissions with premixed fuel will be reduced to about %8.5 and %16/5 (averaged on all engine loads), respectively. The use of premixed fuel gasoline can increase energy and exergy efficiency (maximum 8% at high loads) at all loads while NOX pollutants will be reduced. It was also found that both HC and CO emissions with premixed gasoline fuel will be increased at all loads.