بررسي و مقايسه مدل هاي انتقال حرارت وشني و آناند در تخمين انتقال حرارت بين مخلوط گاز و جداره هاي سيلندر يك موتور آزمايشگاهي تك سيلندر SI

Comparison of Annand and Woshni models in the estimation of heat transfer between gas mixture and cylinder walls of a single cylinder SI engine

يكي از مسايل مهم در بررسي و تخمين عملكرد ترموديناميكي موتور تاثير انتقال حرارت از جداره هاي سيلندر موتور مي باشد چراكه مدلسازي انتقال حرارت از جداره ها ي سيلندر موتور به منظور دستيابي به شرايط بهينه كاركرد بسيار مهم مي باشد . در اين تحقيق سعي بر اين است كه مقايسه اي در اين زمينه بر روي دو رابطه وشني و آناند انجام شود و توفيق هريك در پيش بيني پارامترهايي نظير فشار , دما و كاريك موتور آزمايشگاهي تك سيلندر SI مورد بررسي و مقايسه قرار گيرد. بايد توجه نمود كه دراين مدلسازي تك ناحيه اي ترموديناميكي هدف حل توامان دستگاه معادلات ديفرانسيل مرتبه اول غير خطي فشار,دما و حجم بدست آمده از رابطه گاز ايده آل و قانون اول ترموديناميك در طول كل سيكل مي باشد كه در آنها از تابع ويب براي نرخ سوختن بر اساس دما ، فشار و دور موتوربر حسب زاويه ميل لنگ استفاده شده است. ضريب انتقال حرارت بين گاز سيلندر و ديواره بعنوان يك ورودي در مدل تك ناحيه اي بكار گرفته شده در اين تحقيق مي باشد كه مهمترين روابط مربوط به آن توسط آناند و وشني ارائه شده است .اين دستگاه معادلات ديفرانسيل مرتبه اول غير خطي توسط برنامه متلب حل مي شود يعني با حل آنها در متلب با اعمال شرايط اوليه ومشخصات هندسي يك موتورآزمايشگاهي SI مي توان فشار داخل سيلندر , دما و كار در مرحله تراكم ، احتراق و انبساط را بطور همزمان پيش بيني نمود .در نهايت بررسي هاي انجام گرفته نشان مي دهد كه بكارگيري هر دو مدل وشني و آناند در مدلسازي موتور بسيار موفق آميز بوده و نهايتا مقادير فشار, كار و دما بدست آمده در هر دو مدلسازي به يكديگر نزديك بوده و مي توان گفت براي پيش بيني لحظه اي انتقال حرارت از جداره ها با تقريب خوبي مي توان از هركدام از مدلهاي وشني و آناند در شبيه سازي ترموديناميكي موتور استفاده نمود.

One of the important issues in the investigation and estimation of the thermodynamic performance of the engine is the effect of heat transfer from the cylinder walls of the engine. Modeling the heat transfer from the engine cylinder walls to achieve optimal operating conditions is very important. In this research, we try to make a comparative study on two relations of Annand and Woshni .The success of each of them in predicting parameters such as pressure, temperature and caricature of a single-cylinder SI engine can be compared. It should be noted that in this single-zone thermodynamic modeling, the purpose is solving the combination of the first-order of non-linear differential equations of pressure, temperature and volume obtained from the ideal gas. The heat transfer coefficient as an input in the single-zone model used in this research, is presented by Anand and Woshni. This system of first-order non-linear differential equations is solved by the MATLAB program, that is, by solving them in MATLAB, it can simultaneously predict the pressure of the cylinder, temperature and work at the compression, combustion and expansion stroke. Finally, the results show that the application of both models of Woshni and Anand is very successful in engine modeling, and finally, the pressure, work, and temperature values obtained in both models are close to each other and can be said this models can be used with good approximation in the thermodynamic simulation of the engine.