تحليل اگزرژي يك موتورديزلي با استفاده از مدل احتراق چندمنطقه اي

Exergy Analysis of a Diesel Engine using Multi-zone Combustion Model

تحليل اگزرژي اطلاعات سودمندي در راستاي بهينه سازي سيستم ها فراهم مي كند. در كار حاضر، ابتدا يك مدل احتراق چندمنطقه اي براي موتورهاي ديزلي توسعه داده شده و سپس معادلات حاكم بر تحليل اگزرژي به آن اعمال شده است. در مدل احتراق چندمنطقه اي از مفهوم تعادل شيميايي براساس روش اوليكارا و برمن براي محاسبه غلظت گونه هاي تعادلي استفاده شده است. همچنين، در محاسبه اگزرژي شيميايي مخلوط داخل سيلندر در هر لحظه از مفاهيم اگزرژي شيميايي اكسيداسيوني، احيا و نفوذي بهره گرفته شده است. در اين كار، تحليل اگزرژي به سيكل بسته موتور ديزلي، يعني از لحظه بسته شدن سوپاپ ورودي تا لحظه بازشدن سوپاپ خروجي، اعمال مي شود. در ادامه جمله هاي مختلف اگزرژي به صورت جداگانه برحسب درجه ميل لنگ محاسبه و تاثير زمان پاشش سوخت بر جمله هاي مختلف اگزرژي بررسي شده است. نتايج نشان مي دهند كه با پيش انداختن زمان شروع پاشش، اگزرژي كار و اگزرژي حرارت اتلافي افزايش و بازگشت ناپذيري كاهش مي يابد.

Availability analysis provides useful information for optimizing the systems. In the present investigation, a multi-zone combustion model is developed to simulate diesel engine cycle.Then, the governing equations of availability analysis are applied in this model.The concept of chemical equilibrium based on Olikara and Borman method is used to calculate the concentration of combustion products.Chemical availability is considered as oxidation, reduction, and diffusion availabilities.The availability analysis is applied to the engine from the inlet valve closing (IVC) until exhaust valve opening (EVO).The effect of fuel injection timing is investigated by various availability terms. The results indicate that advancing time of injection increases work and heat transfer availabilities, but decreases irreversibility.