مدل سازی عددی افشانه پاشش مستقیم ترکیب بیواتانول و بنزین در محفظه ی احتراق

Abstract

هدف از این پژوهش بررسی رفتار پاشش بیواتانول در یک محفظه احتراق، به عنوان یک سوخت تجدیدپذیر و کاهنده‌ی آلاینده‌هایی مانند اکسید‌های نیتروژن و مونوکسیدکربن، و ترکیبات آن با بنزین می‌باشد. بدین منظور خصوصیات ماکروسکوپیک و میکروسکوپیک اسپری و نیز مقدار جرم بخارشده‌ی سوخت پس از پاشش در نازل به صورت عددی و به کمک نرم‌افزار فایر مدل‌سازی و مورد تحلیل قرار گرفت. یافته‌های مدل‌سازی نشان می‌دهد که افزایش مقدار بیواتانول موجود در ترکیب سبب افزایش جرم سوخت بخار شده، زاویه مخروطی اسپری، مساحت اسپری و قطر متوسط سوتر می‌شود. این در حالی است که طول نفوذ اسپری تقریباً ثابت باقی می‌ماند. همچنین افزایش فشار تزریق سوخت از یک سو سبب افزایش جرم بخار شده‌ی سوخت، طول نفوذ پاشش و مساحت آن و از سویی دیگر سبب کاهش زاویه‌ی مخروط پاشش و قطر متوسط سوتر در همه‌ی سوخت‌های مورد بررسی می‌گردد. چنانچه میزان انرژی ورودی و مدت زمان پاشش ثابت بماند، نتایج حاصله با حالتی که شرایط محیطی ثابت در نظر گرفته شود، تفاوت قابل ملاحظه‌ای خواهد کرد. در این حالت بیواتانول، نسبت به بنزین، دارای جرم سوخت تبخیر شده‌ی بیشتر، طول نفوذ و مساحت پاشش بزرگتر و زاویه‌ی مخروط پاشش و قطر متوسط سوتر کوچکتری است. افزایش محسوس طول نفوذ اسپری و مساحت پاشش در این حالت، احتمال آن‌که پاشش سوخت به پیستون و یا دیواره-های سیلندر برخورد کند و در نتیجه‌ی آن مقدار هیدروکربن‌های نسوخته افزایش و بازده‌ی موتور کاهش یابد، را افزایش می‌دهد.