تحلیل عددی اثر گاز سنتزی بر احتراق گاز طبیعی دریک موتور اشتعال ­تراکمی همگن

موتورهای اشتعال تراکمی همگن، با قابلیت تولید اندک آلاینده‌های NOx و دوده و انعطاف‌پذیری بالا در استفاده از سوخت‌های گوناگون، جایگزین بسیار مناسبی برای موتورهای دیزلی مرسوم ­اند. چالش اصلی در این موتورها کنترل زمان‌بندی احتراق خود به­ خودی است. از طرفی، گاز طبیعی، به‌عنوان سوختی پاک، همواره مورد توجه محققان بوده است و آزمایش‌های بسیاری هم در کارهای عددی و هم در کارهای آزمایشگاهی بر روی آن انجام شده است. این سوخت، به ­دلیل عدد اکتان بالای آن و میل کمی که به احتراق خودبه‌خودی دارد، نیازمند افزودن ترکیبات کمکی جهت بهبود زمان‌بندی مناسب احتراق است. در این تحقیق، با استفاده از مدل ترمودینامیکی چندناحیه‌ای و با درنظر گرفتن توزیع چگالی احتمال برای چینه‌بندی شرایط اولیه دمایی و گازهای باقی­ مانده، تأثیر افزودن گاز سنتزی بر احتراق گاز طبیعی در موتور تجربی CFR مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. عوامل تأثیرگذار بر زمان آغاز احتراق، توان و بازده موتور و میزان آلاینده‌های خروجی مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته‌اند. نتایج نشان می‌دهند که افزودن گازهای سنتزی می‌تواند گزینه بسیار مناسبی جهت زمان‌بندی احتراق باشد. افزودن گازهای سنتزی به مخلوط ورودی، ضمن اثرات ناچیز بر توان تولیدی و IMEP، سبب پیش‌رسی در احتراق و نیز بالاتر رفتن نرخ آزادسازی حرارت می‌شود که با افزایش نرخ آزادسازی حرارت و بیشینه‌ دما، بازده حرارتی کاهش یافته و تولید NOx افزایش می‌یابد.