جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای همایون سلیمان صالح نجف‌آبادی)
موضوع: شبیه‌سازی احتراق لایهای در موتور تزریق مستقیم هیدروژن
ارائه دهنده: همایون سلیمان صالح نجف‌آبادی
استادان راهنما: دکتر ایمان چیت‌ساز – دکتر علی انصاری
استادان داور: دکتر دوازده امامی – دکتر موسایی
چکیده:
قوانین انتشار کربن و استانداردهای روزافزون سخت‌گیرانه آلایندگی برای وسایل‌نقلیه در سراسر جهان فشار زیادی بر تولیدکنندگان اعمال کرده‌است تا وسائل نقلیه با انتشار کربن کمتر را توسعه دهند و به فکر جایگزین کردن آنها باشند. همچنین انتشار نگران کننده کربن‌دی‌اکسید و گرمایش کره‌ی زمین، دولت‌ها و سیاستمداران را مجبور بر وضع قوانین و امضای تعهدنامه‌های سخت‌گیرانه در زمینه کنترل کربن‌دی‌اکسید وا داشته است. از طرف دیگر، کمبود منابع لیتیوم در دنیا و نبود زیرساخت‌های تولید خودروهای الکتریکی در بیشتر کشورها، از جمله کشور عزیزمان ایران، دنیا را به‌سمت توسعه موتورهای هیدروژنی سوق داده است. همچنین خودروهای پیل سوختی بدلیل نبود زیرساخت صنعتی و زیاد بودن هزینه تولید، به گزینه غیر جذاب برای جایگزینی خودروهای بنزینی تبدیل شدهاست. موتور احتراق هیدروژنی بدلیل وجود زیرساخت صنعتی، منابع گسترده تولید هیدروژن و هزینه تولید کم، گزینه جذابی برای ورود به دنیایی بدون کربن است. استفاده از تکنولوژی مخلوط لایهای، از دیرباز در موتورهای دیزلی استفاده‌شده است و در چند دهه اخیر، بدلیل مزایای استفاده از مخلوط لایهای مانند، کاهش مصرف سوخت، افزایش بازده، کاهش آلاینده ها و راه اندازی سرد بهتر، از این روش به‌عنوان فناوری پاشش در موتورهای بنزینی نیز استفاده شدهاست. در این تحقیق استفاده از روش مخلوط لایهای برای موتورهای احتراق هیدروژنی مورد بررسی قرار گرفته است. برای شبیه‌سازی موتور از نرمافزار تجاری GT-SUITE و برای شبیه‌سازی مدل احتراقی، از مدل SI-TURB استفاده‌شده است. به منظور اطمینان از صحت شبیه سازی، مدل شبیه سازی شده با دو تحقیق آزمایشگاهی و شبیه‌سازی یک بعدی، صحه‌گذاری شدهاست. برای بررسی حالات و شدت لایهای شدن مخلوط سوخت و هوا، از توابع خطی، درجه 2، درجه 3، نمایی طبیعی و لگاریتم طبیعی برای تعیین توزیع سوخت و هوا در موتور، استفاده‌شده است. طبق نتایج شبیه‌سازی، استفاده از مخلوط لایهای علاوه‌بر اینکه سرعت شعله را 7 تا 27% افزایش می‌دهد، مدت زمان احتراق را 14 تا 37% در نسبت هم‌ارزی‌های متفاوت، کاهش می‌دهد. به علاوه نتایج نشان داد، مخلوط لایه ای بازده اندیکاتوری موتور را 4 تا 18.5% افزایش می دهد. طبق نتایج مشخص شد که در مخلوط های درست، استفاده از توابع با تغییرات شدید مانند درجه 2 و درجه3 مناسب‌تر بوده و در نسبت هم‌ارزی‌های رقیق، توابع خطی، نمایی و لگاریتمی، توزیع های مناسب‌تری هستند.
کلمات کلیدی: هیدروژن، احتراق لایهای، نرمافزار GT-SUITE، مدل SI-TURB ، موتورهای احتراق هیدروژنی