شبيه سازي عددي موتورهاي احتراق تراكمي سوخت همگن (HCCI) پاشش مستقيم با سوخت گاز طبيعي و ديزل

Numerical simulation of direct injection homogenous charge combustion ignition engines with natural gas and diesel fuel

موتورهاي اشتعال تراكمي سوخت همگن (HCCI) ايده‌اي جديد براي كاهش آلاينده‌ها و همچنين ميزان مصرف سوخت در موتورهاي احتراق داخلي مي‌باشد. به خاطر وضع قوانين سخت‌گيرانه در مورد آلاينده‌هاي توليدي، تحقيقات زيادي بر روي اين موتورها به عنوان روش جايگزين موتورهاي ديزل معمولي انجام شده است. در اين تحقيق با استفاده از مدلسازي سه‌بعدي به روش CFD، ابتدا احتراق مخلوط همگن سوخت ديزل سپس حالت دو‌سوخته مورد بررسي قرار مي گيرد. همچنين سوخت ديزل بصورت پاشش مستقيم درون محفظه تزريق مي‌شود. در حالت دو سوخته نيز گاز متان بصورت مخلوط همگن با هوا وارد سيلندر شده و سوخت ديزل به عنوان سوخت پاششي خواهد بود. نتايج نشان مي‌دهد دماي ورودي نقش بسيار مهمي در تبخير سوخت مايع و نتيجتاً بهبود احتراق ايفا مي كند. ضمن اينكه در حالت دو سوخته، با كاهش دماي ورودي و افزايش سوخت گازي، علاوه بر اينكه توان و بازده موتور افزايش مي‌يابد، مقدارآلاينده هاي خروجي، با توجه به استانداردهاي تعيين شده، در حد قابل قبولي خواهند بود.

Homogenous Charge Compression Ignition (HCCI) engines are new ideas for decreasing the fuel consumption in Compression Ignition engines. Due to regulations imposed on products regarding pollutants, numerous researches have been done on aforementioned engines as alternative engines to the routine diesel engines. Having utilized 3D CFD modeling, we have considered primarily combustion of homogenous diesel charge and then dual fuel combustion has been taken into account, noting that Diesel fuel is directly injected. In dual fuel, Methane is sucked in the cylinder as a mixed charge with air while diesel fuel is injected as said before. Results suggest that inlet temperature has a crucial role in vaporizing the liquid fuel and improvements in combustion. Meanwhile, in dual fuel combustion by reducing the inlet temperature and charging more Gas fuel inside the cylinder, not only the efficiency and the power increases but also pollutants stay at an acceptable level concerning the regulations and standards.