در این مقا له با استفاده از روش حجم محدود،جریان آرام و جریان آشفته سه بعدی با تقارن محوری سوخت وهوای کا ربراتور ،مورد برسی قرار گرفته است .حوزه جریان توسط یک سیستم شبکه که به روش جبری ایجاد می شود ،شبکه بندی شده است.این شبکه منطبق بر جسم است.در حل معادلات مختصات عمومی به کار گرفته شده اند.افزون بر معادلات بقاء جرم ومو منتوم،معادله های بقاء مربوط به سوخت هوانیز حل شدهان تا میزان ونحوه اختلاط سوخت وهوا مورد برسی قرار گرفته با شد .در حل همزمان معادلات بقاءاز روش های تکرار ضمنی در قالب یک حل کننده بلوک سه قطری (Block Tridiagona Silver ) استفاده شده است. با توجه به اعداد ماخ نسبتاًپایین در جریان مورد برسی،جریان تراکم ناپذیر فرض شده است. در این پژوهش ،روش تصحیح کننده ی فشار ، روش معادله کمکی پتانسیل(Method projection)می باشدکه خود بر حل یک معادله پواسون استوار است.با استفاده از نرم افزار توسعه یافته ،دینامیک جریان در چند مخلوط کننده گازی مورد برسی قرار گرفت.مقایسه عملکرد آنها با نتایج آزمایشگاهی نشان داد که این برنامه می تواند به عنوان یک ابزار مناسب برای طراحی مخلوط کننده گازی به خدمت گرفته شود.
واژه های کلیدی کار براتور،مخلوط کننده گازی،دینامیک جریان،مدل آشفتگی
مدتهاست که گاز سوز کردن موتورهای احتراق داخلی حل معادلات حرکت سیال وانتقال حرارت به کارگرفته شوند.یکی از مهمترین مزایای روش های عددی این است که تواناییهای ویژهای را در اختیار تحلیل به عنوان یکی از روش های کاهش آلودگی درشهرهای بزرگ دنیا مطرح می باشد.در ایران نیز از سال 1350 طرح گاز سوز کزدن خودو ها مورد بررسی قرار گرفته است . شرکت بوتان گاز در این مورد پیرو بود . در سال1354سازمان حفاظت محیط زیست ایرن به علت کارهای قبلی در زمینه طراحی مخلوط کننده، تنها آلودگی شهری تهران ،مساله گازسوزکردن تاکسی ها خودروهای درون شهری را با گاز( نفتی) مایعG LP (Liquified Petroleum gas )مطرح نمود .
در شیراز ومشهد نیز طرح گاز سورز کردن تاکسی ها با گاز طبیعی فشرده(CNG ( compressed naturalGas از چندین سال قبل به مورد اجرا درآمده به طور یکه امروزه حدودچند هزار تاکسی از گازطبیعی یا گاز نفتی مایع به عنوان سوخت دوم استفاده می کنند{1}.مخلوط کننده مهمترین قسمت کیت های گازی است که در عملکرد موتورهای گاز سوزشده نقش مهمی ایفا می کندوهندسه آن باید متناسب با مشخصات موتور طراحی شود.از آنجاکه استفاده از نمونه های آزمایشگاهی مستلزم صرف وقت و هزینه هایگزاف می باشد،چنانچه بتوان با استفاده از روش های عددی رفتار جریان را شبیه سازی کرد،می توان با هزینه کم و وقت اندک بهینه سازی را انجام داد. غیر خطی بودن معادلات بقاءدر سیالات همواره سبب شده است تا حل تحلیلی این معادلات به جز مسایلی که از شرایط فیزکی وهندسی ساده برخوردارند ،غیر ممکن شود.مشکلات آزمایشگاهی و حل تحلیل باعث شده است تا روش های عددی – داشتن خصوصیت انطباق پذیری برشرایط هندسی و فیزیکی مسایل مورد نظر –به عنوان یک ابزار مناسب در در حل معادلات حرکت سیال و انتقال حرترت بکار گرفته شوند یکی از مهمترین روشهای عددی این است که تواناییهای ویژه ای در اختیار تحلیل گر عدددی قرار میدهند.مهمترین این توانایی ها امکان کنترل قابل ملاحظه بر متغیر ها حاکم بر جریان سیال است.به عنوان مثال یک تحلیل گر عددی می تواند به خوبی هریک از خواص سیال را در هر نقطه در هر زمان اتدازه گیری نماید بدوناینکهاثرات وسایل اندازه گیری در روند حرکت سیال وارد شوند. کارهای قبلی در زمینه طراحی مخلوط کننده تنها براساس تحلیل صفر بعدی جریانو یا بصورت تجربی است{2} در این مقاله یک برنامه رایا نه ای توسعه داده شده که توان برسی عملکرد یک کاربراتورهمراه با مخلوط کننده گازی را دارد،ارائه می شود. برای نشان دادن امکانات برنامه،دوجریان آرام وآشفته به عنوان نمونه در وانتوری کار براتورپژو 405همراه باچند هندسه مختلف مخلوط کننده ،حل و برسی شده است.
مخلوط کننده گازی
شکل (1)وانتوری کاربراتور خودرو پژو405 همراه با مخلوط کننده گازینصب شده بر روی آن را نشای می دهد. دینامیک جریان سوخت و هوا در محدوده این شکل مورد برسی قرار گرفته است.شکل (2) هندسه مخلوط کننده گازی طراحی شده در مرجع{2}می باشدکه در اینبرسی شبیه سازی شده است. با توجه به ابعادمخلوط کننده ،وانتوری کاربراتور ودبی عبوری حداکثر دوموتور برای خودرو های مختلف واستفاده اطلا عات آزمایشگاهی موجود در مرجع {2}،عدد ماخ در گلوگاه وانتوری کار براتور که بحرانی ترین مقطع است،حد اکثر به مقدار 19%الی2% می رسد.در این محدوده از عدد ماخ فرض ترکم ناپذیری معقول می باشد.
در این برسی سوخت به خدمت گرفته شده گاز نفتی مایع بوده تا بتوان نتایج برنامه را با نتایج آزمایشگاهی مرجع {2} مقایسه نمود.مشخصات فیزیکی سوخت مورد استفاده از قبیل گرمای ویژه ،جرم مخصوص ،ضریب هدایت حرارتی وغیرهبراساس مشخصات پرپان وبوتان با نسبت 7به3(LPGزمستانی)در نظر گرفته شده است.
معادلات حاکم
معادلات انتگرالی از اعمال قوانین فیزیکی بریک مجموعه از ذرات سیال حاصل می شون.با توجه به اینکه روش عددی مورد استفاده در این برسی روش حجم محدود می باشد از شکل انتگرالی معادلات حاکم استفاده شده است.برای یک حجم کنترلی ثابت در فضا معادله های حاکم شامل معادلات پیوستگی ،مومنتوم،انرژی وبقاءسوخت و هوا برای یک جریان تراکم ناپذیر وآشفته در شکل انتگرالی به صورت زیر خواهد بود{3}.
شامل 31 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود مقاله مطالعه دینامیک جریان سوخت وهوا در کاربراتور پژو 405 با مخلوط کننده گازی و مقا یسه عملکرد آن با نتایج آزمایشگاهی
