بررسی تاثیر افزودن آب بر عملکرد و آلایندگی موتورهای بار همگن اشتعال تراکمی تغذیه شده با سوخت هپتان نرمال

هدف از مطالعه حاضر بررسی تاثیر افزودن آب بر احتراق همگن سوخت هپتان نرمال است. جهت نیل به هدف مذکور یک موتور بارهمگن اشتعال تراکمی با استفاده از یک مدل ترمودینامیکی چند منطقه ای شبیه سازی شده است. سوخت موتور مورد نظر هپتان نرمال بوده که فرایند احتراقی آن با استفاده از یک مکانیزم سینتیک شیمیایی شبه توسعه یافته شبیه سازی شده است. در ابتدا دقت مدل در پیش بینی عملکرد و آلاینده های احتراق همگن سوخت هپتان نرمال با استفاده از داده های تجربی ارزیابی شده و سپس مقادیر مختلف آب به مخلوط سوخت و هوای داخل محفظه افزوده شده و اثرات آن بر عملکرد و آلایندگی موتور بررسی شده اند. در مطالعه حاضر اثرات حرارتی، شیمیایی و رقیق سازی آب بطور جداگانه مورد مطالعه قرار گرفته اند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که افزودن آب، بیشینه دما و فشار داخل محفظه احتراق را کاهش داده و سبب به تاخیر افتادن آغاز احتراق می شود. افزودن مقادیر اندک آب در عدم حضور گازهای بازخورانی شده چرخه قبلی، سبب افزایش جزیی بازده قانون اول ترمودینامیک شده و کربن مونوکسید و هیدروکربن های نسوخته خروجی از موتور را کاهش می دهد. افزودن مقادیر اندکی از آب به مخلوط داخل محفظه، در صورتی که بازخورانی گازهای سوخته شده چرخه پیشین صورت گرفته باشد، اثر محسوسی بر فرایندهای طی شده در داخل محفظه احتراق ندارد.