مقایسه عددی تأثیر شرائط فیزیکی بر رفتار فواره سوخت‌های دی‏متیل‏اتر، سوخت زیستی و دیزل

نویسندگان

چکیده

در این مقاله، سوخت‌های دی‏متیل‏اتر و سوخت زیستی به عنوان دو سوخت جایگزین دیزل، در شرائط مختلف فیزیکی اعم از فشار تزریق و فشار محفظه احتراق، مطالعه شده و رفتار فواره حاصل از آنها با هم مقایسه شده‌اند. برای این منظور، نرم‏افزار AVL-FIRE-2013 بر مبنای روش حجم محدود، برای شبیه‌سازی به کار گرفته شده است که در آن، فشار تزریق 50 و 100 (MPa) و فشار محفظه احتراق 1 و 2 (MPa) است. در نتیجه این مطالعه، افزایش فشار محفظه احتراق در هر سه نوع سوخت، باعث کاهش طول نفوذ افشانه و افزایش فشار تزریق باعث کاهش قطر میانگین قطرات فواره می‏شود. در شرائط فیزیکی یکسان برای هر سه سوخت، دی‏متیل‏اتر کمترین و سوخت دیزل بیشترین مقدار طول نفوذ فواره را دارد. قطر میانگین قطرات برای سوخت دیزل کوچکتر از سوخت زیستی است و دی‏متیل‏اتر، کمترین مقدار قطر میانگین قطرات را دارد که نشان‏دهنده اتمیزاسیون (atomization) بهتر دی‏متیل‏اتر در شرائط یکسان تزریق و محفظه احتراق نسبت به دو سوخت دیگر است. در فشار تزریق 50 (MPa) افشانه سوخت زیستی به دلیل بالا بودن کشش سطحی، در ناحیه خارجی فواره، دارای طرح ناهموارتری نسبت به دو سوخت دیگر است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical comparison of physical conditions effect on spray behavior of dimethyl ether, biodiesel and diesel fuels

نویسندگان [English]

  • M. Jabbarzadeh
  • P. Jabbarzadeh
  • M.T. Shervani-Tabar
چکیده [English]

Depleting petroleum resources, increasing costs, and requirements of energy security, have led to an increase interests in renewable fuels, in recent years. Among various alternative fuels, biodiesel and dimethyl ether (DME) fuels are the most popular. In this paper, spray characteristics of diesel and those two fuels have been studied numerically under different physical conditions via the AVL-FIRE software. Injection pressure was kept constant in 50 and 100 MPa and two different pressures were considered for ambient pressure 1 and 2 MPa. The results were in a good agreement with experimental studies. Spray characteristics such as tip penetration, Sauter mean diameter (SMD) were analyzed. Results showed that in the same physical conditions, DME had the smallest value for spray penetration and diesel had the largest values. In addition, in the case of two different ambient and injection pressures, biodiesel had the largest SMD value and DME has the smallest value in comparison to two other fuels, which means better atomization of DME at same injection and ambient conditions. The spray tip penetration was influenced by ambient pressure in each studying fuels decreased as the ambient pressure increased, and SMD values decreased as the injection pressure increased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biodiesel
  • Dimethyl ether (DME)
  • Numerical comparison
  • Spray tip penetration
  • Sauter mean diameter (SMD)