تأثیر ترکیب گاز طبیعی بر عملکرد یک موتور اشتعال تراکمی سوخت همگن

موتورهای اشتعال تراکمی سوخت همگن، ایده‌ای نوین برای کاهش مصرف سوخت و آلاینده‌های حاصل از موتور به شمار می‌روند. گاز طبیعی که از آن به عنوان سوخت پاک یاد می‌شود، به دلیل قابلیت مناسب برای ایجاد مخلوط همگن با هوا، یکی از سوخت‌های پرکاربرد برای این‌گونه موتورهاست. با این حال، ترکیب گاز طبیعی تأثیر زیادی بر فرایند خوداشتعالی مخلوط هوا و سوخت و در نتیجه عملکرد موتور دارد. این مقاله به بررسی تأثیر ترکیبات مختلف گاز طبیعی بر عملکرد یک موتور اشتعال تراکمی سوخت همگن می‌پردازد. برای انجام این کار از یک مدل ترمودینامیکی تک‌ناحیه‌ای با شش ترکیب مختلف گاز طبیعی استفاده شده است. مدل ترمودینامیکی حاضر، شامل سینتیک مفصل احتراق گاز طبیعی به همراه سازوکار زلدویچ توسعه­ یافته برای تعیین آلاینده اکسیدهای نیتروژن است. برای صحه‌گذاری مدل از نتایج تجربی موجود در مراجع استفاده شده است تا دقت مورد نظر برای انجام مطالعات مقایسه‌ای حاصل شود. نتایج نشان داده است که متغیرهای عملکردی موتور مانند کار ناخالص، فشار مؤثر متوسط، آلاینده اکسیدهای نیتروژن و ... به ترکیب گاز طبیعی بستگی دارند. زمان شروع احتراق در این موتورها به شدت به مقدار هیدروکربن‌های سنگین‌تر موجود در ترکیب گاز طبیعی وابسته است که این امر به نوبه خود سبب تغییر مقدار و محل وقوع بیشینه دما و فشار داخل سیلندر می‌شود.