شبیه سازی احتراق در موتور تزریق مستقیم با استفاده از محیط متخلخل

محیط های متخلخل در مشعل ها به منظور پایداری احتراق با مخلوط-های رقیق، افزایش توان خروجی، گسترش محدوده اشتعال پذیری و کاهش آلاینده های حاصل از احتراق کاربرد زیادی دارند. مشخصه موتورهای احتراق داخلی آینده میزان آلایندگی بسیار کم به همراه کمترین مقدار مصرف سوخت تحت تمام شرایط کارکرد موتور است و این متغیرها وابسته به فرایند تشکیل مخلوط و احتراق است. این هدف با همگن کردن فرایند احتراق امکان پذیر است که کنترل آن ها در موتورهای احتراق داخلی بسیار مشکل است. در این مقاله، شبیه سازی یک موتور تزریق مستقیم انجام گرفته که در سر سیلندر آن فضایی نیمکره ای برای محیط متخلخل ایجاد شده که تنها نقش بازیاب را دارد و از لحاظ شیمیایی بی اثر است. مطالعه سه بعدی جریان و احتراق داخل سیلندر و محیط متخلخل همزمان با یکدیگر با استفاده از کد تصحیح شده کیوا انجام شده است. به دلیل نبود نتایج آزمایشگاهی منتشر شده برای موتورهای محیط متخلخل، برای اعتبار نتایج، پخش موج احتراقی گذرا با نتایج آزمایشگاهی مخلوط هوا و متان رقیق در بستر متخلخل مقایسه شده است. سوخت متان داخل موتور محیط متخلخل پاشیده می-شود می شود و مخلوط رقیقی تشکیل شده و احتراق به طور حجمی اتفاق می افتد. تشکیل مخلوط، تغییرات فشار و دما در هر دو فاز جامد و سیال محیط متخلخل و سیال داخل سیلندر به همراه تولید آلاینده های مونوکسید کربن و مونوکسید نیتروژن بررسی شده است. همچنین، اثر زمان پاشش روی توزیع فشار و دمای محیط متخلخل و سیال داخل سیلندر در یک سیکل بسته بررسی شده است.