بهینه سازی توان خروجی و بازده حرارتی در یک موتور حرارتی دیزل براساس نسبت تراکم وقطع پاشش

در این تحقیق عملکرد سیکل دیزل استاندارد هوا با استفاده از ترمودینامیک زمان محدود بررسی شده است. در این مدل دو حالت ظرفیت گرمای ویژه در حجم ثابت که در حالت اول وابسته به درجه حرارت و در حالت دوم وابسته به درجه حرارت و نسبت تراکم است، با استفاده از نرم افزار excel تعیین شد. تغییرات کار خروجی، توان خروجی و راندمان حرارتی به کمک روش های عددی و با استفاده از نرم افزار c++ و matlab مورد بررسی قرار گرفت. اتلاف حرارت از طریق دیواره سیلندر تنها در زمان احتراق در نظر گرفته می شود که متناسب با دمای متوسط سیال کاری و دیواره سیلندر است و فرض می شود دمای دیواره ثابت باشد. تاثیر پارامترهایی مانند ظرفیت گرماهای ویژه ثابت، ظرفیت گرماهای ویژه خطی، ظرفیت گرماهای ویژه غیر خطی وابسته به دما و همچنین وابسته به دما و نسبت تراکم، برگشت ناپذیری های حاصل از راندمان های تراکم و انبساط، اتلاف اصطکاک، انتقال حرارت، نسبت قطع پاشش، نسبت تراکم متغیر، تعداد سیکل موتور، طول کورس پیستون و میزان جریان جرم سیال کاری روی عملکرد سیکل بررسی شد. روابط بهینه بین کار خروجی و نسبت تراکم، کار خروجی و راندمان حرارتی، توان خروجی و نسبت تراکم، راندمان حرارتی و نسبت تراکم و همچنین رابطه بین توان خروجی و راندمان حرارتی سیکل به دست آمده است. نتایج نشان داد، توان خروجی و راندمان حرارتی با افزایش برگشت ناپذیری های داخلی، اتلاف اصطکاکی، نسبت قطع پاشش، طول کورس پیستون و تعداد سیکل موتور، کاهش و با افزایش میزان جرم سیال کاری افزایش یافت. پارامتر مربوط به انتقال حرارت، هیچ تاثیری روی توان خروجی ندارد، اما منجر به کاهش راندمان حرارتی شد. همچنین، ماکزیمم توان خروجی و راندمان حرارتی در ماکزیمم توان خروجی برای حالت های مختلف با یکدیگر مقایسه شد. نتایج به دست آمده از این تحقیق می تواند عملکرد موتورهایی با سیکل واقعی را مورد ارزیابی قرار دهد.