مدلسازی عددی موتورهای اشتعال تراکمی مخلوط همگن با سوخت هیدروژن

این پایان نامه با هدف بررسی کارکرد موتورهای اشتعال تراکمی مخلوط همگن با سوخت هیدروژن تعریف و در طی آن شبیه سازی های مورد نیاز با استفاده از نرم افزار کمکین انجام گرفت. ابتدا یک مدل تک-ناحیه ای تعریف و پس از اعتبارسنجی با کارهای انجام شده از آن برای بررسی احتراق سوخت هیدروژن در موتورهای اشتعال تراکمی مخلوط همگن و بررسی تأثیر پارامترهای مختلف موتور استفاده شد، سپس مدل چند-ناحیه-ای معرفی و به مزایای این مدل نسبت به مدل تک-ناحیه ای اشاره شد. این مدل توانست تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی انجام شده نشان بدهد. با استفاده از مدل چند-ناحیه ای اثر پارامترهایی هم چون فشار اولیه، نسبت تراکم، دور موتور و نسبت هم ارزی بر احتراق هیدروژن در داخل سیلندر موتور بررسی شد. تأثیر گاز بازگشتی از خروجی موتور به داخل سیلندر (egr) نیز با استفاده از مدل تک-ناحیه ای در نرم افزار کمکین انجام گرفت. در نهایت، در شرایط کاری یکسان و برای موتوری با مشخصات معلوم، شبیه سازی با استفاده از مدل چند-ناحیه ای برای سه سوخت اتانول، هیدروژن و گاز طبیعی انجام شد و نتایج حاصل مورد تحلیل قرار گرفت. با توجه به نتایج حاصله، در مقایسه با سوخت های فسیلی هم چون گاز طبیعی، مقدار آلاینده های تولیدی سوخت هیدروژن بسیار پایین تر است و از نظر زیست محیطی سوختی پاک به حساب می آید. همچنین پارامترهای مختلف موتور مانند نسبت تراکم، دور موتور، دمای اولیه هوای ورودی، فشار اولیه هوای ورودی و مشخصه های سوختی هم چون نسبت هم ارزی، همگی بر روند احتراق هیدروژن موثر هستند و در هر شرایط کاری خاص هر یک مقداری بهینه دارند.