مطالعه شکل گیری جت مخلوط سوخت در یک موتور تزریق مستقیم مخلوط اتانول

اتانول یک سوخت پاک از نقطه نظر محیط زیست و با عدد اکتان بالا می باشد که در صورت مخلوط شدن با بنزین می تواند به عنوان سوخت جایگزین در موتور های احتراق داخلی مورد استفاده قرار گیرد. در این مطالعه، خواص اسپری مخلوط های مختلف بنزین و اتانول علاوه بر بنزین خالص تحت شرایط مختلف محیط بررسی می شود و اثر فشار تزریق سوخت بر نفوذ اسپری و قطر قطرات در یک محفظه حجم ثابت و هم چنین شکل گیری مخلوط سوخت و هوا در یک موتور تزریق مستقیم در حالت تزریق لایه ای با استفاده از نرم افزار فلوئنت مورد بررسی قرار گرفته است. انتشار آلاینده های پاک تر و بهبود اقتصاد مصرف سوخت با موتور های احتراق داخلی با توجه به مقررات انتشار گاز دی اکسید کربن و موجودی محدود نفت خام، موضوعات مهمی می باشد. با توجه به افزایش اهمیت محدودیت انتشار آلاینده ها در آینده، سازندگان موتور های احتراق داخلی مجبور به بهبود شکل گیری مخلوط و فرآیند های احتراق به منظور کاهش انتشار آلاینده های موتور می باشند. یک موتور تزریق مستقیم نسبت به موتور های مرسوم دارای بازده حرارتی بالاتر و قدرت خروجی بالاتر می باشد و همچنین می تواند به کنترل دقیق تر نسبت هوا به سوخت، بهبود اقتصاد سوخت و کاهش انتشار آلاینده های گاز های خروجی منجر شود به دلیل اینکه تزریق لایه ای و مخلوط سوخت و هوای غنی در نزدیکی شمع امکان پذیر می باشد. اتانول دارای خواص ضد کوبشی بوده که راندمان موتور را بهبود بخشیده و نسبت تراکم بالاتری می دهد. در این پایان نامه از روش اولری لاگرانژی برای شبیه سازی توسعه و فروپاشی اسپری استفاده شده است. انژکتور مورد استفاده، انژکتور فشاری چرخشی بوده و برای در نظر گرفتن حرکت پیستون از مش دینامیکی استفاده شده است. اعتبار روش شبیه سازی توسط مقایسه نتایج عددی با نتایج تجربی ارزیابی شده است. نشان داده می شود که با افزایش فشار تزریق، قطر قطرات کاهش یافته و نرخ تبخیر افزایش می یابد و از میان سوخت های مختلف مخلوط بنزین و اتانول مورد بررسی، سوخت با 25 درصد اتانول بیش ترین غلظت مخلوط را می دهد که به دلیل بالاتر بودن نرخ تبخیر آن می باشد.