ارزیابی مدل های نیمه تجربی انتقال حرارت برای تعیین شار حرارتی در موتور اشتعال تراکمی مخلوط همگن با سوخت گاز طبیعی

احتراق اشتعال تراکمی مخلوط همگن به دلیل بازده حرارتی بالا و تولید اکسیدهای نیتروژن و دوده ناچیز، توجهات بسیاری را به خود جلب کرده است. انتقال حرارت از گازها به دیواره های محفظه احتراق تاثیر زیادی بر روی احتراق و فرایند شکل گیری آلاینده ها در موتور اشتعال تراکمی مخلوط همگن دارد. در این مطالعه برای اولین بار با در نظر گرفتن سوخت گاز طبیعی، از مدل صفربعدی تک ناحیه ای کوپل با سینتیک مفصل شیمیایی برای ارزیابی مدل های نیمه تجربی انتقال حرارت آناند، وشنی، هوهنبرگ، آسانیس و هنسل جهت تعیین شار حرارتی در موتور اشتعال تراکمی مخلوط همگن استفاده شد. برای این منظور ابتدا مدل سه بعدی دینامیک سیالات محاسباتی کوپل با سینتیک مفصل شیمیایی با داده های تجربی صحت سنجی شد و مدل سه بعدی به عنوان مرجع و پایه مقایسه برای ارزیابی مدل صفربعدی قرار گرفت. از روش سطح پاسخ به منظور بررسی اثر پارامترهای ورودی عملکردی موتور شامل فشار ورودی (5/1 ،25/1 ،1) بار، نسبت هم ارزی (7/0 ،5/0 ،3/0) و دور موتور (1400 ،1100 ،800) دوربردقیقه بر پارامترهای خروجی فشار درون سیلندر و شار حرارتی استفاده شد. نتایج مدل سازی صفربعدی نشان داد که در بیشتر مواردی که مورد بررسی قرار گرفت مدل آناند بهترین قابلیت را برای پیش بینی شار حرارتی ارایه می دهد. همچنین مدل هوهنبرگ شار حرارتی را بیشتر از مقدار محاسبه شده توسط مدل سه بعدی پیش بینی می کند درحالیکه مدل های آسانیس و هنسل شار گرمایی را کمتر از مقدار ارایه شده توسط مدل سه بعدی برآورد نمودند. علاوه بر این مدل وشنی نمی تواند برای مدل کردن شار حرارتی در موتور اشتعال تراکمی مخلوط همگن در این شرایط استفاده شود.