تاثير سوخت و نسبت تراكم بر بازده اكسرژي يك موتور بنزيني

Effect of fuel and compression ratio on Exergetic efficiency of a gasoline engine

قــانون اول ترموديناميك بيانگر بقاي انرژي در تمام فراينـدها اسـت و در آن هيچ محدوديتي براي جهت انتقال انرژي وجود ندارد. همچنين، در سالهاي اخير براي كمـي سـاختنكيفيت انرژي، مفهومي تحـت عنـوان «اكسـرژي» تعريـف شده است و به طور گستردهاي در طراحي، شـبيهسـازي و ارزيابي عملكرد سيستمهاي مختلف حرارتي و شـيميايي- حرارتي به كار برده مي‌شود. در اين پژوهش تاثير سوخت و نسبت تراكم بر قابليت‌هاي كاردهي شيميايي سوخت، ترمومكانيكي و كل يك موتور اشتعال جرقه‌اي بررسي شد. نتايج نشان داد، با افزايش نسبت تراكم، روند تغييرات نمودار قابليت‌كاردهي شيميايي سوخت تغيير مي كند. پارامتر ترمومكانيكي (a_th) در نسبت تراكم 12 براي سوخت‌هاي E_0، E_20، E_40، E_60 و E_85 به‌ترتيب 2/9، 11، 9/10، 9/10 و 9/10درصد در مقايسه با نسبت تراكم 8 افزايش مي‌يابد. همچنين، قابليت‌كاردهي كل (a) در نسبت تراكم 12 سريع‌تر انجام مي‌شود. بازده اكسرژي در نسبت تراكم 12 براي سوخت‌هاي E_0، E_60 ? ،E?_(40 )،E_20 و E_85 به‌ترتيب 7/11، 8/13، 3/11، 9/8 و 9/9 درصد در مقايسه با نسبت تراكم 8 افزايش مي‌يابد. لازم به ذكر است، با افزايش مقدار اتانول، ترم‌هاي اكسرژي (ترمومكانيكي، شيميايي سوخت و كل) كاهش مي‌يابند. با افزايش درصد حجمي اتانول بازده قانون دوم ترموديناميك بيشتر مي‌شود.

The first law of thermodynamics expresses the conservation of energy in all processes and does not apply any restriction on the transfer of energy. However, in recent years, in order to quantify the quality of energy, the concept of exergy has been defined widely used in design, simulation and evaluation of various thermal and thermochemical systems. In this study, the impact of the fuel and compression ratio on fuel chemical availabilities, thermomechanical and total availability in a spark ignition engine was examined. The results showed that by increasing the compression ratio, the shift process of the fuel chemical availability graph change. The parameter (a_th) at a compression ratio of 12 for the fuels E_0، E_20، E_40، E_60 and E_85increase to 9.2, 11, 10.9, 10.9 and 10.9% respectively, in comparison with compression ratio of 8. Also, total availability (a) at compression ratio of 12 is faster. exergy efficiency at compression ratio of 12 for fuels E_0, E_20 ? ,E?_(40 ),E_60 and E_85 increase to 11.7, 13.8, 11.3, 8.9 and 9.9% respectively, in comparison with compression ratio of 8%. It should be noted, that by increasing the amount of ethanol, terms exergy (thermo-mechanical, chemical fuel, and total) reduced. The efficiency of the second law of thermodynamics increased with increasing volume percent of ethanol.