مطالعۀ تأثیر کسر مولی اجزا و نحوۀ توزیع مخلوط متان- هیدروژن بر عملکرد موتور اشتعال جرقه‌ای

نویسندگان

چکیده

در این مقاله، تأثیر کسر مولی اجزا و نحوۀ توزیع مخلوط متان- هیدروژن بر عملکرد موتور اشتعال جرقه‌ای مطالعه شده است. این توزیع شامل فرآیند تغذیۀ لایه‌ای مخلوط در حالت رقیق‌سوز می‌باشد. مقادیر پیش‌بینی شده برای سوخت گاز طبیعی با نتایج تجربی با دقت قابل قبولی صحه‌گذاری شده‌اند. سپس عملکرد موتور برای مخلوط متان- هیدروژن پیش بینی شده است. کسرهای مولی هیدروژن از صفر تا 45% در شبیه‌سازی استفاده شده‌اند. نتایج نشان‌دهندۀ تأثیر مثبت فرآیند تغذیۀ لایه‌ای مخلوط جزئی بر عملکرد موتور در کسرهای مولی مختلف هیدروژن است. انعطاف‌پذیری الگو امکان بهره‌گیری از آن را در بازۀ گسترده‌ای از توزیع هوا و سوخت درون استوانه فراهم کرده است. بر اساس نتایج، افزایش کسر مولی هیدروژن تأثیر بهره‌گیری از سامانه تغذیۀ لایه‌ای مخلوط را بیشتر می‌نماید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of hydrogen mole fraction and air-fuel distribution of hydrogen-methane blend on SI engine performance

نویسندگان [English]

  • M. Aliramezani
  • I. Chitsaz
چکیده [English]

The effect of the hydrogen mole fraction and the air-fuel distribution of the Hydrogen-methane blend on the SI engine performance is studied in the present work. Presented model was validated with experimental data for the natural gas at the lean condition and was generalized to predict the engine performance for hydrogen-methane blends for a variety of hydrogen contents. Results showed that the charge stratification improved the engine performance by increasing the indicated mean effective pressure and decreasing the specific fuel consumption. The effect of the hydrogen mole fraction was also investigated. Results indicated that increasing mole fraction of the hydrogen content would improve the stratification effect on the engine performance. An advantage of presented model was its flexibility and simplicity that made it possible to investigate several effects, such as the mixture distribution and fuel constituents on the engine performance more practical than other types of the simulation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydrogen-methane blend
  • Lean burn spark ignition engine
  • Stratified charge
  • Thermodynamic model
  • Non-spherical flame progress