پایان نامه ارشد مطالعه‌ی عددی تأثیر پارامترهای مؤثر شرایط اولیه‌ی حاکم بر محفظه‌ی احتراق موتور پاشش‌مستقیم دیزلی بر شاخص‌های عملکردی موتور و آلاینده‌های منتشره

پایان نامه

پایان نامه ارشد مطالعه‌ی عددی تأثیر پارامترهای مؤثر شرایط اولیه‌ی حاکم بر محفظه‌ی احتراق موتور پاشش‌مستقیم دیزلی بر شاخص‌های عملکردی موتور و آلاینده‌های منتشره
مقطع : کارشناسی ارشد مکانیک – تبدیل انرژی
چکیده
در دنیای کنونی موتورهای احتراق داخلی متداول‌ترین وسیله‌ی تولید توان، به خصوص در مقیاس کوچک، محسوب می‌شوند. این موتورها به دو دسته‌ی عمده‌ی اشتعال جرقه‌ای و اشتعال تراکمی تقسیم‌بندی می‌گردند. در عصر حاضر بیشتر تلاش محققان موتور به‌منظور کاهش آلایندگی و افزایش کارایی این‎‌گونه موتورها است. پایان‌نامه‌ی حاضر بر روی موتور دیزل فورد 8/1 لیتر انجام شده است. این کار با مدل‌سازی عددی (CFD) این موتور و تطبیق آن با مدل تجربی شروع می‌شود. سپس تأثیر تغییر در شرایط اولیه‌ی جرم سوخت پاشش‌شده و دمای اولیه‌ی محفظه‌ی احتراق بر روی برخی از پارامترهای عملکردی موتور نظیر فشار موثر متوسط اندیکه (IMEP)، مصرف سوخت مخصوص اندیکه (ISFC)، و گشتاور اندیکه (IT) و نیز پارامترهای دیگری چون فشار محفظه و نرخ آزاد شدن گرما مورد بررسی قرار می‌گیرند. در ادامه تاثیر همین تغییرات بر روی پارامترهای آلایندگی موتور مثل NOx و soot بررسی شده و در آخر کانتورهای مربوط به دما، نسبت جرمی و نسبت هم‌ارزی تحلیل خواهند شد. در کار حاضر سعی شد تا پارامترها در سه دور موتور مختلف بررسی گردند. هرکدام از این دور موتورها را در شرایط اولیه‌ی شش جرم متفاوت، و هر یکی در پنج دمای اولیه‌ی مختلف محفظه‌ی احتراق بررسی شدند. پس از به‌دست آوردن نتایج، و در طی نگارش متن پایان‌نامه، انبوهی از داده‌ها به‌دست آمدند. بنا را بر اختصار گذاشته و نتایج فقط با یک دور موتور، پنج جرم سوخت پاشش‌شده‌ی اولیه‌ی مختلف و پنج دمای اولیه‌ی متفاوت محفظه‌ی احتراق ارائه شدند. نتیجه اینکه با کاهش دمای اولیه‌ی محفظه‌ی احتراق IMEP و IT روندی افزایشی داشته و ISFC روندی کاهشی دارد. ضمن اینکه اثر کاهش جرم سوخت پاشش‌شده بر روی IMEP و IT اثری افزایشی است.

واژه‌های کلیدی: شرایط اولیه، موتور دیزل پاشش مستقیم، دینامیک سیالات محاسباتی، آلاینده‌ها، پارامترهای عملکردی

فهرست
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده أ‌
علائم اختصاری و نشانه‌ها ج‌
فهرست جدول‌ها خ‌
فهرست شکل‌ها د‌
فصل اول (مقدمه و ساختار پایان‌نامه) 1
1-1- مقدمه 2
1-2- هدف مطالعه‌ی حاضر 3
1-3- ساختار کلّی پایان نامه 4
فصل دوم (معرفی موتورهای احتراق داخلی و مروری بر کارهای گذشته) 5
2-1- مقدمه 6
2-2- تاریخچه‌ی موتورهای احتراق داخلی 6
2-2-1- چرا موتورهای احتراق اشتعال تراکمی را موتورهای دیزلی می نامند؟ 7
2-3- مقایسه‌ی موتورهای احتراق اشتعال تراکمی (CI) و جرقه‌ای(SI) 7
2-3-2- کاربرد موتورهای دیزل 10
2-4- مزایای موتورهای دیزل 11
2-5- موتورهای دیزل با پاشش مستقیم (DI) و پاشش غیرمستقیم (IDI) 12
2-6- مراحل کار موتورهای دیزل 13
2-7- مروری بر منابع 15
2-8- جمع‌بندی 19
فصل سوم (مواد و روش‌ها: مدل‌سازی و روش‌های حل مسئله) 21
3-1- مقدمه 22
3-2- مش بندی 22
3-2-1- استقلال از شبکه 27
3-3- جریان های چند فازی 27
3-4- شبیه‌سازی عددی اسپری 28
3-5- مشخصههای عملکردی موتور 36
3-5-1- گشتاور و توان 37
3-5-2- مصرف سوخت ویژه 39
3-6- تشکیل دوده(soot) در موتورهای دیزلی 40
3-7- بررسی پارامترهای مؤثر در ایجاد آلاینده‌ها 41
3-7-1- اثر جنس سوخت 41
3-7-2- اثرات طراحی و پارامترهای عملکردی موتور 43
3-7-3- تأثیر دور موتور، دمای هوای ورودی و میزان پاشش سوخت 44
3-8- محاسبه‌ی پارامترهای مورد نیاز برای آنالیز قانون اول 47
3-9- معرفی چند مدل احتراقی مهم 48
3-9-1- مدل EBU (Eddy Breakup) 48
3-9-2- مدل ECFM-3Z (Extended Coherent Flame Model-3 Zones) 48
3-9-3- مدل PDF (Probability Density Function) 50
3-10- جمع‌بندی 51
فصل چهارم (اعتبارسنجی و تحلیل نتایج) 53
4-1- مقدمه 54
4-2- معرفی موتور مورد بررسی و اعتبارسنجی نتایج 54
4-3- شرایط اولیه‌ی شبیه‌سازی 55
4-4- بررسی مشخصات عملکردی موتور 56
4-4-1- گشتاور اندیکه 56
4-4-2- توان مؤثر متوسط اندیکه 57
4-4-3- مصرف سوخت مخصوص اندیکه 58
4-5- بررسی آلایندگی موتور 58
4-5-1- آلاینده‌ی NOx 59
4-5-2- آلاینده‌ی soot 61
4-6- بررسی منحنی‌های فشار و نرخ گرمای آزادشده 64
6-4-1- منحنی‌های فشار 64
4-6-2- منحنی‌های نرخ آزادسازی گرما 67
4-7- کانتورهای مرتبط 70
4-7-1- کانتورهای دمایی 71
4-7-2- کانتورهای مربوط به نسبت هم‌ارزی 72
4-7-3- کانتورهای مربوط به جزء جرمی C13H23 73
فصل پنجم (نتیجه‌گیری و پیشنهادات) 74
5-1- مقدمه 75
5-2- نتیجه‌گیری 75
5-3- پیشنهاد برای کارهای آتی 77
فهرست مراجع و مآخذ 78

–
تعداد صفحه :101

توجه :

عناوین پروژه های موجود در سایت فقط به عنوان معرفی در سایت قرار گرفته اند و هیچ گونه فروش و یا لینک دانلودی ندارند