مقایسه دو پیکرهبندی مختلف در مدل احتراق چند منطقهای مخلوط گاز طبیعی و هپتان نرمال در موتورهای احتراقی مخلوط همگن اشتعال تراکمی

Abstract

در این مقاله سازوکار سینتیک شیمیایی تفصیلی (76 گونه شیمیایی، 464 واکنش) برای مخلوط گاز طبیعی و هپتان نرمال، با جزء جرمی دلخواه بین 34 و 85 درصد گاز طبیعی، با استفاده از ترکیب واکنش­های تفصیلی گاز طبیعی و هپتان نرمال توسعه یافت. سپس با انجام تحلیل حساسیت سازوکار ترکیبی، واکنش­های مهم مشخص شدند. همچنین از الگوریتم ژنتیک، برای بهینهسازی ضرایب آرنیوس واکنش­ های مشخص شده توسط آزمون حساسیت، استفاده شد. سرانجام با استفاده از دو پیکره­ بندی مختلف (شش منطقهای و یازده منطقهای) برای مدل چند منطقهای احتراق و نتایج آزمایشگاهی موجود، دقت سازوکار ارائه شده بررسی شد. همچنین نتایج دو پیکره­ بندی مختلف برای مدل چند منطقهای احتراق با هم مقایسه شدند. نتایج به دست آمده نشان داد که دو پیکره­ بندی مختلف، متغیرهای احتراقی، عملکردی یعنی شروع احتراق، تداوم احتراق، فشار متوسط، بازده گرمایی و انتشار آلاینده­ های موتور مخلوط همگن اشتعال تراکمی یعنی هیدروکربن­های نسوخته و مونواکسیدکربن را به صورت مناسبی پیش ­بینی کرده است، به طوری که توافق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارند. همچنین نتایج مدل احتراقی با شش منطقه، نزدیک به مدل احتراقی با یازده منطقه بود. اما زمان محاسبات لازم برای مدل احتراقی با یازده منطقه تقریباً دو برابر مدل احتراقی با شش منطقه بود.