تحلیل حرارتی و سیالاتی چند راهه دود موتور دیزل با در نظر گرفتن پدیده جوشش و مقایسه با نتایج تجربی

Abstract

چندراهه دود همراه با سیستم خنک کاری به طور گسترده در موتورهای دیزل که در آ نها از توربوشارژر بهره می‌گیرند، استفاده می‌شود. راهکار مناسب برای بررسی چگونگی عملکرد و عبور سیال درون چندراهه، بهره‌گیری از قوانین دینامیک سیالات محاسباتی است. بر این اساس پس از طراحی سه بعدی بدنه چندراهه و ایجاد شبکه‌بندی مناسب، با استفاده از دیدگاه جریان‌های چند فازی و با به کار بردن روش جداسازی RPI برای جوشش مادون سرد در فشار پایین، اقدام به شبیه سازی اثرات عبور جریان سیال درون چندراهه شده است. به منظور اعتبارسنجی روش مورد استفاده برای فرآیند جوشش، مقایسه نتایج به دست آمده با نتایج تجربی مورد بررسی قرار می‌گیرد. اطلاعات این پژوهش شامل توزیع دما، فشار، شیوه‌ی عبور جریان‌های داخلی و کسر حجمی بخار ایجاد شده درون چندراهه می‌باشد. نتایج حاکی از آن است که در ورودی و خروجی چندراهه، تمرکز دمایی بالایی وجود دارد و در نظر گرفتن پدیده‌ی جوشش نسبت به فرض جریان تک فاز، سبب کاهش حداکثر دمای این نواحی شده است. فشار وارده به چندراهه بیشتر از سوی گازهای احتراقی است و فشار وارده از سوی سیال خنک کن در مقابل آن قابل چشم‌پوشی است. با تحلیل نتایج، دو ناحیه به عنوان مکان‌هایی بحرانی از نظر تمرکز دمایی معرفی شدند که تطابق محل ترک ایجاد شده در نمونه ی اصلی با یکی از این نواحی، نشان دهنده صحت و کیفیت نتایج به دست آمده است.