مقایسه­ اسپری سرد دیزل خالص و مخلوط دیزل- ایزوپروپیل الکل با استفاده از شبیه سازی عددی

در کار حاضر شبیه سازی اسپری سرد دیزل و مخلوط دیزل-ایزوپروپیل الکل با استفاده از نرم افزار اپن ­فوم انجام و رفتار دو سوخت مطالعه و مقایسه شده است. این اسپری به داخل یک محفظه­ حجم ثابت که درون آن با هوای در ابتدا ساکن و پر فشار پر شده، تزریق می شود. برای مدلسازی از یک روش اویلری-لاگرانژی به همراه شکل اصلاح شده معادلات k-ɛ استفاده شده است. شبیه سازی اسپری در کار حاضر شامل مدلهای مختلف: اتمیزه­شدن، شکست (متلاشی شدن) قطرات، نیروی پسا و نیروی ثقل است. به منظور تعیین دقت شبیه سازی، ابتدا چهار اسپری شبیه سازی شده و نتایج حاصل با نتایج تجربی و عددی موجود مقایسه شده است. سپس مقایسه­ دو اسپری سرد دیزل و مخلوط دیزل- ایزوپروپیل الکل مورد توجه قرار گرفته است. خواص مورد نیاز برای انجام شبیه سازی سرد اسپری های فوق به صورت آزمایشگاهی اندازه گیری شده است. کشش سطحی با استفاده از یک سلول کشش سطحی و ویسکوزیته با استفاده از یک ویسکامتر سی بولت (ASTM D۴۴۵) اندازه گیری شده اند. شبیه سازی ها برای دو سوخت در دو فشار محفظه­ ۱۰ و ۵۰ بار انجام شده است. عمق نفوذ نوک اسپری، شکل اسپری، SMD و توزیع اندازه­ قطرات دو اسپری گزارش و مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که SMD مخلوط دیزل- ایزوپروپیل الکل کوچکتر از دیزل خالص است، که مزیتی برای این امولسیون است. نتایج همچنین نشان داده که علی­رغم وجود تفاوت زیاد در خواص دو سوخت، ساختار کلی دو اسپری تا حدود زیادی مشابه بوده و می توان مخلوط دیزل- ایزوپروپیل الکل را در موتور دیزل بدون نیاز به تغییر در انژکتور به کار گرفت.