شبيه سازي سيالاتي حرارتي عملكرد يك نوع خنك كن سامانه بازخوراني گاز اگزوز در - موتور ديزل پرخوران

Fluid - Thermal Modeling of the Exhaust Gas Recirculation Module Performance of a Turbo-charged diesel engine

كنترل توليد اكسيد نيتروژن، با توجه به قوانين سخت گيرانه محيط زيست، يك قيد مهم در طراحي موتورهاي ديزلي مدرن است. روش هاي مختلفي براي كاهش اين آلاينده مضر به وجود آمده است كه يكي از مهم ترين آنها استفاده از سامانه بازخوراني گاز خروجي مي باشد. اين سامانه داراي يك مبدل حرارتي است كه تاثير مستقيمي در كاهش آلاينده اكسيد نيتروژن دارد. شبيه سازي سيالاتي-حرارتي اين مبدل و بررسي عملكرد آن در كاهش هرچه بهتر اكسيد نيتروژن تاثيرگذار است. در تحقيق حاضر مطالعه بر روي مبدل خنك كن سامانه بازخوراني گاز خروجي به دو صورت تجربي و عددي انجام گرفت. براي شبيه سازي جريان آشفته و انتقال حرارت از مدل آشفتگي K-ε و براي ارتباط معادلات سرعت- فشار از الگوريتم سيمپل استفاده گرديد. براي انجام شبيه سازي، دبي جرمي و دما به عنوان شرط مرزي ورودي و فشار به عنوان شرط مرزي خروجي در نظر گرفته شد. عملكرد خنك كن سامانه بازخوراني گاز خروجي از طريق آزمون تجربي مورد بررسي قرار گرفت و متوسط راندمان آن در آزمون تجربي 73 درصد به دست آمد. مقايسه نتايج تجربي و عددي نشان داد كه اختلاف بين راندمان عددي و تجربي حدود 5 درصد است. اين امر بيانگر اين است كه بين نتايج محاسبات عددي و نتايج تجربي حاصل از آزمون موتوري همخواني نزديكي وجود دارد.

Nitrogen oxide emissions are dangerous to the environment. Today, controlling the production of nitrous oxide, according to strict environmental rules, poses an important proviso in the design of modern diesel engines. In the present study, the simulation of turbulent flow and heat transfer has been implemented using three-dimensional Fluent software in an Exhaust Gas Recirculation System. K-ε turbulence model is used to simulate the turbulent flow, as well as SIMPLE algorithm to relate Equivalent Speed Press. To perform the simulation, mass flow as the input and pressure as the outflow boundary conditions are being considered. Exhaust Gas Recirculation system performance was evaluated at 14 points through experimental tests. Simulation results show that the difference between the numerical and experimental test results is on average at 14 points less than 3/8 Percent. This indicates the accuracy and reliability of the numerical results in studying Exhaust Gas Recirculation system cooling performance.