مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مدل سازی سه بعدی تزریق سوخت گاز با استفاده از کد عددی اصلاح‌شده کیوا

نویسندگان
1 دانشگاه علم و صنعت ایران
2 دانشکده مهندسی خودرو، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
چکیده
با توجه به کاهش روز افزون منابع سوخت‌های هیدروکربنی و همچنین افزایش آلایندگی حاصل از این دسته از سوخت‌ها، محققین تشویق شده اند تا بدنبال سوخت جایگزین باشند. سوخت گاز طبیعی به دلیل وجود منابع بزرگی از آن و نیز ارزانتر بودن آن از طرف دیگر و نیز میزان آلایندگی اشتعال کمتر آن نسبت به دیگر مشتقات نفتی، مورد توجه خودروسازان قرار گرفته است. شبیه سازی به محققین کمک می‌کند با صرف هزینه کمتر و در زمان کوتاه‌تر بتوانند عملکرد یک موتور را با سوخت گاز طبیعی مورد آزمایش قرار دهند. کیوا یکی از قویترین نرم افزار های موجود در شبیه سازی موتور احتراق داخلی می‌باشد که هم در صنعت و هم نزد پژوهشگران شناخته شده و پرکاربرد است. اما نقطه ضعفی که کیوا دارد، آن است که کیوا قادر به شبیه سازی تزریق سوخت گاز نمی باشد و تنها سوخت مایع همچون بنزین و دیزل را می‌تواند به درستی شبیه سازی کند. در این پروژه یک زیر برنامه عددی تهیه و به کد عددی کیوا اضافه شد تا به کیوا قابلیت دهد تا سوخت گاز را همانند سوخت‌های مایع به صورت صحیح مدل سازی کند. برای اطمینان از صحت عملکرد کد تهیه شده، نتایج آن با دو نمونه نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده و نشان داده شد که کد تهیه شده به خوبی می‌تواند فرآیند تزریق گاز را مدل سازی کند. در این تحقیق سوخت گازی متان در نظر گرفته شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

3-Dimentional Simulation of a gaseous injection by Using Modified KIVA-3V Code

نویسندگان English

Ali Nassiri-Toosi 1
Hossein Keshtkar 2
2 School of Automotive Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
چکیده English

With growing environmental pollution and concerns about fossil fuel depletion worldwide, there is an urgent need to find a solution for this problem. Using alternative fuels, such as natural gas, which can burn much cleaner than petrol or gasoline and as an advantage, it’s much cheaper than other conventional fuels and is much more widely available than oil in our planet. The most effective way we can utilize this alternative fuel in the common internal combustion engine, is by means of direct injection technology. Before natural gas can be utilized in common automotive engines, it’s necessary to conduct simulations and thus optimize these engines to maximize output power prior being built. Optimizing engines can only be achieved through simulation. KIVA-3V is a well-accepted engine simulation tool, recognized by industrial users and researchers. KIVA-3V lacks the ability to simulate gaseous fuel injections as it’s only designed to deal with liquid fuels. In this research, researched the governing equations on gas injections and used them to develop a numerical code for KIVA-3V to enable simulation of gaseous injections. We validated our modified version of KIVA-3V with two different sets of experimental data which we previously had. We showed our modified KIVA-3V code can effectively simulate gaseous injections producing very exact results. The gaseous fuel considered in this research is pure methane.

کلیدواژه‌ها English

Gaseous fuel injection
internal combustion engines
Natural gas
KIVA-3V