بررسی تجربی و شبیه‌ سازی احتراق موتور گازسوز با شمع پیش محفظه با مخلوط رقیق

نویسندگان

1 دانشگاه ارومیه

2 دانشگاه امیر کبیر

چکیده

استفاده از گاز طبیعی در موتورهای احتراق داخلی به عنوان سوخت­ پاک دارای ظرفیت بالقوه ای برای کاهش آلاینده ها در مقایسه با سوختهای دیگر است. استفاده از فناوری های جدید در تهیه مخلوط و مدیریت بهینه احتراق باعث شده است که آلاینده‎های موتورهای گاز طبیعی کاهش و بازدهی آنها افزایش یابد. با مطالعه کارهای تحقیقاتی موتورهای گاز طبیعی می­توان دریافت که استفاده از راهبردهای احتراق با مخلوط رقیق، نقش بیشتری درکاهش آلاینده­ها و بهبود بازدهی دارد. در این مطالعه برای احتراق مخلوط رقیق از سیستم جرقه­ با شمع محفظه­دار استفاده شده و عملکرد آن با شمع معمولی مقایسه شده است. بررسی تجربی استفاده از شمع محفظه­دار نشان داد که در بسیاری از نقاط کارکردی موتور، محدوده پایدار احتراق افزایش و میزان آلاینده‎ها کاهش پیداکرده است. شمع محفظه­دار با توربولانس بیشتری مخلوط را مشتعل می‎کند و دارای انرژی بیشتری برای حفظ پایداری احتراق می‎باشد. در بررسی تجربی، آزمایش­های کارکردی در نسبت هوا به سوخت­ استوکیومتریک و رقیق و بارهای مختلف انجام شده است. برای بررسی تحلیلی از مدل دو ناحیه­ای شبه ابعادی نرم­افزار جی تی پاور و شبیه سازی سه بعدی از نرم افزار فایر استفاده گردیده است. در صحه گذاری مدلسازی تحلیلی و شبیه سازی سه بعدی از نتایج فشار احتراق تجربی استفاده شده­ است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental investigation and simulation of lean burn combustion in a SI natural gas engine using prechambered spark plug

نویسندگان [English]

  • Javad kheyrollahi 1
  • Samad Jafarmadar 1
  • Shahram Khalilarya 1
  • Mostafa Mirsalim 2
  • Rasoul ghaderi 1
1
2
چکیده [English]

Utilization of natural gas as a clean fuel in internal combustion engines, has potential to reduce pollutants compared to other fuels. New mixture preparation technologies and optimal combustion management has led to a reduction in the pollutants of natural gas engines and efficiency increase. Study of the research works on natural gas engines shows that use of lean combustion strategies has important role in reducing pollutants and improving efficiency. In this study, lean combustion of natural gas with pre-chambered spark plug is reviewed. Experimental study showed that in many engine operating conditions, the combustion stability range was increased and emissions were reduced. Pre-chambered plug ignites the mixture with more speed and turbulence and has more energy to maintain combustion stability. In the experimental study, performance tests were performed on stoichiometric and lean mixture at different loads. For numerical simulation quasi-dimensional model of Gt-power software and 3D simulation of Fire software are used. For validation of analytical and simulation modeling, results of empirical combustion pressure are used.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Alternative fuel
  • Lean Burn
  • stable combustion
  • relative air to fuel ratio
  • pre-chambered spark plug