مطالعه عددی اثر جایگزینی نیتروژن با دی اکسید کربن بر احتراق موتور دیزل

یکی از مهم ترین مشکلات موتورهای دیزل سیکل بسته، افت فشار احتراق و در اثر آن کاهش توان موتور است. به همین دلیل این تحقیق باهدف بررسی میزان افت توان و علت آن با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی از طریق کد تجاری ایویال فایر انجام شده است. در این موتور، سیکل بسته با جایگزینی دی اکسید کربن به جای نیتروژن موجود در هوا ورودی محقق میشود. این مخلوط شامل تزریق اکسیژن و بازچرخش دی اکسید کربن از محصولات است. اساس کار موتورهای سیکل بسته بر انجامEGR است، هرچه درصد EGR بیشتر باشد نیاز به مقدار کمتری از گازهایی مانند نیتروژن است که در واکنش های شیمیایی کم اثر هستند. نتایج شبیه سازی عددی با نتایج آزمایشگاهی اعتبارسنجی شده است. موتور دیزلی که برای شبیه سازی انتخاب شده، تک سیلندر با حجم جابجایی ۸۲۵ cm۳، نسبت تراکم ۱۸ و دور موتور ۱۵۰۰ rpm است. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که با حذف کامل نیتروژن و جایگزین کردن دیاکسید کربن بجای آن، بدون تغییر در کسر جرمی اکسیژن، فشار موثر متوسط دچار افت حدود ۵ درصد شد؛ همچنین همین روند افت در توان و گشتاور نیز ظاهر شد که میتوان علت اصلی افت را ناشی از Cp بالا دی اکسید کربن نسبت به نیتروژنعنوان کرد.