تحلیل انرژی و اگزرژی موتور اشتعال جرقه ای با سوخت هیدروژن و دیگر سوخت های جایگزین

در کار حاضر یک موتور احتراق داخلی اشتعال جرقه ای با سوخت بنزین و سوخت های جایگزین هیدروژن، اتانول، متان، متانول و پروپان با استفاده از یک مدل دینامیک سیالات محاسباتی سه بعدی مورد مطالعه عددی قرار گرفته است. بدین منظور از کد نرم افزاری avl fireبرای انجام محاسبات استفاده شده است. نتایج بدست آمده از تحلیل عددی برای فشار موثر متوسط داخل سیلندر (imep)، مصرف سوخت ویژه اسمی (isfc) و آلایندگی اکسیدهای نیتروژن (nox) و مونواکسید کربن (co) با داده های تجربی مقایسه شده که توافق قابل قبولی را نشان می دهند. سوخت های جایگزین با توجه به اینکه قابل تولید از منابع تجدید پذیر هستند و همچنین میزان آلایندگی آنها نسبت به سوخت-های فسیلی می تواند کمتر باشد از اهمیت بالایی برخوردارند. بدین جهت برای نشان دادن مزیت های این سوخت ها پارامترهای مختلفی در شرایط خاص مورد بررسی قرار گرفته و سپس همه این سوخت ها با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفته اند. از جمله این پارامترها می توان به بازخورانی گازهای خروجی (egr) اشاره کرد که تاثیر میزان egr در بازه 0% تا 20% مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین برای جبران افت فشار ناشی از egr، چهار حالت فشار اولیه با مقادیر pin=1.0, 1.2, 1.4, 1.6 بر مبنای استفاده از یک سوپرشارژر مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که مقدار 10% egr بهترین حالت را هم از لحاظ عملکرد و هم از لحاظ آلایندگی برای موتور ایجاد می کند. اما به علت کاهش محسوس فشار متوسط موثر داخل سیلندر، فشار اولیه همزمان با اعمال 10% egr با فواصل 0.2 bar از فشار اتمسفریک تا فشار 1.6 bar افزوده شده تا موتور ضمن کاهش آلایندگی ها از توان مناسبی نیز برخوردار باشد.