بررسی سه بعدی موتور اشتعال تراکمی مخلوط همگن همراه با سینیتیک مفصل شیمیایی با سوخت متان و دی متیل اتر

موتورهای اشتعال تراکمی مخلوط همگن به­ عنوان نسلی جدید از موتورهای احتراق داخلی شناخته می شوند که با عرضه مناسب بازده و توان در حد موتورهای دیزل، توانسته اند مقدار آلاینده های NOx و مصرف سوخت را تا حد آشکاری کاهش دهند. با توجه به اهمیت این شیوه احتراقی، ابتدا مدل سه بعدی کوپل با سینیتیک مفصل شیمیایی در یک چرخه بسته با نتایج تجربی صحه گذاری شد که خطایی در حدود ۵ درصد در تخمین بیشینه فشار را به همراه داشت. این مدل به­ گونه ای است که ابتدا، در هر گام زمانی، اطلاعات به ­دست آمده از حل صفربعدی در هر سلول در اختیار مدل سه ­بعدی قرار می گیرد و سپس معادلات سیالاتی و حرارتی حل می شوند که در صورت همگرایی به گام زمانی بعدی رفته در غیر این صورت حل معادلات سه بعدی تکرار می شود. سپس، احتراق در فشارهای اولیه و نسبت های هم ارزی مختلف بررسی شد که نتایج نشان می دهد افزایش نسبت هم ارزی و کاهش فشار اولیه موجب تاخیر در اشتعال می شود. جهت کاهش کوبش و بهبود عملکرد موتور در حالت متان خالص، از سوخت دوم، دی متیل اتر، استفاده شد که در یک نسبت هم ارزی ثابت، جایگزینی دی متیل اتر به جای متان موجب بهبود عملکرد شد. همچنین، در این کار گونه OH به­ عنوان گونه ای کنترلی مطرح شد که افزایش ناگهانی آن تطابق خوبی با نرخ آزادسازی گرما در هر دو حالت متان خالص و مخلوط متان و دی متیل اتر دارد.