بررسي كارايي موتور استرلينگ در بازيابي حرارت گازهاي خروجي موتورهاي احتراق داخلي در شرايط مختلف كاري

كارشناسي ارشد

از مجموع انرژي توليد شده در موتورهاي احتراق داخلي در بهترين حالت حدود 30 تا 40 درصد به كار مكانيكي مفيد تبديل مي¬شود و مابقي از طريق گازهاي خروجي و سيستم¬هاي خنك¬كاري موتور به محيط اطراف منتقل مي¬شود. يكي از راه¬هاي موثر براي غلبه بر اين مشكل، بازيابي حرارت خروجي از اگزوز موتورهاي احتراق داخلي مي¬باشد. در پژوهش پيش¬رو استفاده از يك موتور استرلينگ در مسير گازهاي خروجي براي اين منظور مورد بررسي قرار مي‌گيرد. در اين راستا مدلسازي يك موتور استرلينگ به عنوان بازياب حرارتي موتور احتراق داخلي با استفاده از روش مرتبه دوم انجام مي¬شود. در روش مذكور مدلسازي با فرض انجام فرايندها به صورت آدياباتيك و دخيل كردن عملكرد واقعي مبدل¬هاي حرارتي، مقاومت جريان عبوري، انتقال حرارت ديواره ها، اثر شاتل، هيسترزي و نشت سيال عامل شرايط عملكرد واقعي موتور استرلينگ GPU-3 شبيه ساز مي¬گردد. براي اين كار از يك الگوريتم حل اختصاصي كه در خلال اين تحقيق توسعه داده شده است استفاده مي¬شود. به منظور استفاده از موتور استرلينگ براي بازيابي حرارتي موتور احتراق داخلي، فرض استفاده از كولر موتور استرينگ در مسير سيال خنك كننده موتور احتراق داخلي و هيتر موتور استرلينگ در مسير دودهاي خروجي ناشي از احتراق موتور احتراق داخلي درنظر گرفته مي¬شود. تغييرات دما و دبي جرمي دود خروجي از موتور احتراق داخلي در سرعت-هاي مختلف، تغييرات عملكرد موتور استرلينگ را موجب مي¬شود. موتور استرلينگ در حالت بيشينه، قابليت افزودن توان 10 تا 5/8 اسب بخار و گشتاور 20 تا 22 نيوتن متر در دروهاي 1000 تا 6000 دور بر دقيقه موتور احتراق داخلي را دارا مي¬باشد. اين افزايش توان در شرايطي كه هيچ سوخت اضافه¬اي سوزانده نشده است، باعث كاهش شاخص BSFC از 46% تا 17% مي¬شود. همچنين به منظور بهبود منحني گشتاور موتور احتراق داخلي، بكارگيري موتور استرلينگ در شرايط كاري مختلف، منجر به يك گشتاور ثابت در يك بازه وسيع از دور موتور احتراق داخلي مي‌گردد.

195490

دانشگاه علم و صنعت ايران

قواي محركه خودرو

دكتر علي قاسميان مقدم