Providing a thermodynamic model to simulate the spark ignition engine fueled with natural gas and ethanol mixture

محورهای موضوعی : فصلنامه شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیک

حسن زمانی ¹

1 - مربی- دانشگاه آزاد فریدن

تاریخ دریافت : 1394/08/06 تاریخ پذیرش : 1395/12/08 تاریخ انتشار : 1395/05/01

کلید واژه: engine performance parameters, Spark ignition engines, methane and ethanol, thermodynamic simulation,

چکیده مقاله :

The use of natural gas as an alternative fuel, in recent decades has been proposed. Good combustion properties and cats less than it could be the perfect choice for the next generation. Simulation models can be of great help engine designers. Simulation models to reduce the time and costs for the development of new engines as well as in identifying the technical value that need special attention in the design, are of great importance. In this study the thermodynamic model for the study of thermodynamic parameters of a spark ignition engine fuel mix methane (C2H6O) and ethanol (CH4) is provided. To simulate the engine, the governing equations for modeling the area of combustion engines can be used. This relationship has become in MATLAB code, and finally by drawing diagrams, are analyzed. The results showed that the addition of ethanol to fuel higher percentages of methane, increasing amounts of pressure inside the cylinder, work and heat output (power stage) as well. However, the energy lost through leakage and most pure methane lowest temperature of the burned area is capable.

چکیده انگلیسی:

سوخت گاز طبیعی به عنوان یک سوخت جایگزین از خواص احتراقی مناسب و آلودگی کمتری برخوردار است و می‌تواند انتخاب مناسبی برای نسل آینده باشد. مدل‌های شبیه‌سازی از نظر کاهش در زمان و هزینه‌ها برای طراحی و توسعه موتورهای جدید و همچنین ارزش فنی در شناخت نقاطی که نیاز به توجه خاص در طراحی‌ها دارد، دارای اهمیت بسزایی هستند. در این پژوهش به ارائه مدلی ترمودینامیکی برای بررسی پارامترهای ترمودینامیکی یک موتور اشتعال جرقه‌ای با سوخت ترکیبی مخلوط متان (C2H6O) و اتانول (CH4) پرداخته می‌شود. پارامترهای ترمودینامیکی شامل فشار و دمای درون سیلندر موتور، کار خورجی، انتقال حرارت به دیواره سیلندر و حرارت اتلافی بواسطه نشتی هستند. برای شبیه‌سازی موتور، از روابط حاکم برای مدل‌سازی دو ناحیه‌ای احتراق استفاده شده است. این روابط در نرم افزار متلب به کد تبدیل شده و در نهایت با ترسیم نمودارها، مورد تحلیل قرار می‌گیرند. نتایج بیانگر این موضوع است که اضافه شدن درصدهای بالاتر اتانول به سوخت متان، افزایش مقادیر فشار درون سیلندر، کار خروجی و انتقال حرارت (در مرحله قدرت) را به همراه دارد. این در حالی است که متان خالص از کمترین انرژی اتلافی بواسطه نشتی و بیش‌ترین دما در ناحیه نسوخته برخوردار است.