خلاصة:
در این پژوهش، به بررسی استفاده از روشهای مختلف تزریق سوخت دیزلی در سامانهی سوخت رسانی موتور کاترپیلار 3401 پرداخته خواهد شد تا بر اساس آن بتوان احتراق درون موتور را براساس شاخصهای آلایندگی و عملکردی بهبود بخشید.بر همین اساس، از سه رویکرد استفاده از زمان بندی مختلف پاشش، طول مختلف پاشش که با استفاده از تغییر در فشار سوخت به جود میآید و تغییر در نحوه پاشش یا شکل پاشش استفاده شده است. نتایج نشان میدهند که با افزایش فشار سوخت و کاهش طول پاشش، روند احتراقی موتور از جمله فشار و دمای محفظه ی احتراق افزایش چشمگیری خواهد یافت و همین روند با شدّت کمتر با به پیش انداختن زاویه ی پاشش محقق خواهد شد. استفاده از شکلهای مختلف پاشش نیز نشان میدهد که درصد سوخت پاشیده شده بهعنوان پیش و پس پاشش نه تنها در عملکرد موتور که در کاهش آلایندگینیز تاثیر میگذارد و استفاده از شکل مثلثی، مزیّتی را نسبت به فشار ثابت نشان نمیدهد. استفاده از پیش پاشش با درصد مناسب میتواند کاهش بسیار زیادی بر گونهی آلایندگی اکسید ازت داشته باشد، بدون آنکه عملکرد و توان موتور تحت تاثیر قرار بگیرد. به منظور کاهش آلایندهی دوده، تا حد ممکن استفاده اندک از پس پاشش کافی خواهد بود. همچنین بیشترین گشتاور قابل استحصال با استفاده از نرخ سه مرحلهای پاشش امکان پذیر میباشد.
ملخص الجهاز:
با وارد کردن نیروهای بالا و تقسیم آنها بر جرم ذره رابطهای برای شتاب ذره بهدست میآید که بهطور قراردادی مورد استفاده است: (به تصویر صفحه مراجعه شود) مدل جدایش مشکل اصلی در مدلسازی پاشش سوخت در احتراق دیزل، تعیین و تطبیق چرخهی حاکم بر فرآیندهای جدایش میباشد.
با استفاده از این دو معادله و با فرض همگنی، هر یک از کسرهای جرمی را میتوان محاسبه کرد: (به تصویر صفحه مراجعه شود) علاوه بر این، یک معادله انتقال برای آنتالپی مخلوط نسوخته به صورت زیر تعریف میگردد: (به تصویر صفحه مراجعه شود) ℎ یک عبارت چشمه در حالت تبخیر سوخت مایع میباشد.
با استفاده از , و 2 , به عنوان کسرهای جرمی سوخت تازه و اکسیژن، میزان غنی بودن مخلوط تازه را میتوان بلافاصله از نسبت این دو خاصیت محاسبه کرد: (به تصویر صفحه مراجعه شود) که ضریب استوکیومتری ثابت برای سوخت مورد بررسی میباشد.
با حل این دستگاه میتوان به معادلهی کلی زیر برای تولید اکسید دست یافت: (به تصویر صفحه مراجعه شود) که به عنوان نرخ واکنش در نظر گرفته میشود.
شرایط اولیه بهکار گرفته شده در مدل سازی حاضر در جدول نشان داده شده است: شرایط اولیه در مدل سازی {مراجعه شود به فایل جدول الحاقی} شرایط مرزی محدوده تعیین شده به عنوان میدان محاسباتی که شامل شبکه متحرک سر پیستون و محفظهی احتراق است، شامل هشت مرز میباشد، در کلیهی محاسبات صورت گرفته در حالات مختلف، شرایط مرزی که در ذیل هر یک از آنها به تفصیل شرح داده شدهاند، بدون تغییر در نظر گرفته خواهند شد.