مطالعه عددی ویژگیهای احتراق با استفاده از سوخت زیست‌ دیزل (C11H22O2) / گاز طبیعی در موتوری اشتعال تراکمی با واکنش پذیری پایشی

نویسندگان

دانشگاه علوم و فنون مازندران

چکیده

احتراق اشتعال تراکمی واکنش‏پذیر پایشی (RCCI) راهکار احتراقی جدیدی است که در آن مخلوط سوخت داخل استوانه توسط پاشش سوختی با واکنش­پذیری ضعیف در مسیر ورودی همراه با پاشش چند مرحله­ای سوختی با واکنش­پذیری قوی در داخل استوانه فراهم می‏شود. در این پژوهش سعی شده است تا از مفهوم احتراق اشتعال تراکمی با واکنش­پذیری پایشی در یک موتور دوگانه­سوز زیست‏دیزل (C11H22O2) /گازطبیعی استفاده گردد و با تغییر شاخص­های ورودی، عملکرد و مقدار آلاینده­های خروجی موتور بررسی و مقایسه شود. در ابتدا عملکرد موتور با سوخت زیست‏دیزل-گاز طبیعی و دیزل-گاز طبیعی با تولید انرژی یکسان مقایسه شده و در ادامه رفتار احتراقی موتور با تغییرات زمان‏بندی و نرخ پاشش سوخت ارزیابی گردید. در این تحقیق از هندسه موتور کاترپیلار 3401 برای شبیه‌سازی‌های عددی با استفاده از نرم‏افزار تجاری Converge و الگوی احتراقی SAGE استفاده شده است. نتایج نشان می‏دهند که سوخت زیست‏دیزل به علت بیشتر بودن عدد ستان و اکسیژن موجود در ترکیب خود موجب احتراق زودتر نسبت به دیزل می‏شود. پیش افتادن زمان شروع پاشش، کاهش مدت زمان پاشش و بیشتر شدن نرخ پاشش در مرحله اول موجب افزایش فشار، دمای متوسط و نرخ گرمای آزادشده می­شوند و توان و بازده احتراق را افزایش می‏دهد. همچنین بدلیل احتراق کامل­تر مقدار آلاینده­های خروجی CO2، HC و دوده کاهش می­یابند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical Investigation on the Combustion Characteristics of Methyl Decanoate /Natural Gas in a RCCI Engine

چکیده [English]

Reactivity controlled compression ignition (RCCI) is a new combustion mode which a mixture of fuel inside the cylinder is provided by injection of low reactivity fuel in the fuel inlet manifold and multi-stage injection of high reactivity fuel inside the cylinder. By changing the engine input parameters and determining the conditions, this study attempted to approximate a biodiesel dual-fuel (C11H22O2) / natural gas emgine to the combustion phase of reactivity controlled compression ignition (RCCI) to examine and compare the efficiency and output emissions. The understudy influencing factors included the comparison between the biodiesel-natural gas and diesel-natural gas fuels with similar energy generation, relevant strategies, and fuel emission rate. In this research, the 3401E Caterpillar emgine geometry was employed for the numerical simulation by the commercial Converge Software and SAGE combustion model. The results showed that, due to the high Cetane number and high oxygen present in its composition, the biodiesel fuel gave rise to earlier combustion as compared with diesel. The injection time precession, shortened injection time, and increased injection rate in the first phase increased pressure, average temperature, and the heat release rate, and the power and yield of combustion enhanced. Likewise, due to complete combustion, the rates of output emissions, including CO2, HC, and soot, decreased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • RCCI
  • Bio Diesel
  • Natural gas
  • Emission