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

در کار حاضر شبیه‌سازی 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 می‌شود. برای مدلسازی از یک روش اویلری-لاگرانژی به همراه شکل اصلاح شده معادلات k-ɛ استفاده شده است. شبیه‌سازی اسپری در کار حاضر شامل مدلهای مختلف: اتمیزه­شدن، شکست (متلاشی شدن) قطرات، نیروی پسا و نیروی ثقل است. به منظور تعیین دقت شبیه‌سازی، ابتدا چهار اسپری شبیه‌سازی 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 شبیه‌سازی سرد اسپری‌های فوق به صورت آزمایشگاهی اندازه‌گیری شده است. کشش سطحی با استفاده از یک سلول کشش سطحی و ویسکوزیته با استفاده از یک ویسکامتر سی‌بولت (ASTM D445) اندازه‌گیری شده‌اند. شبیه‌سازی‌ها برای دو سوخت در دو فشار محفظه­ 10 و 50 بار انجام شده است. عمق نفوذ نوک اسپری، شکل اسپری، SMD و توزیع اندازه­ قطرات دو اسپری گزارش و مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد 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 می‌توان مخلوط دیزل- ایزوپروپیل الکل را در موتور دیزل بدون نیاز به تغییر در انژکتور به کار گرفت.