علی صابری مهر

یکی از تازهترین روشهایی که در سالهای اخیر بسیار مورد توجه دانشمندان در حوزه موتورهای احتراق داخلی قرار گرفته است، روشهای احتراق در دماهای پایین است. در این بین نقش موتورهای اشتعال تراکمی کنترل واکنشی بسیار قابل توجه است. در این رساله تالش شده است تا با استفاده از نرم افزار کانورج تاثیر ترکیبات مختلف گازهای سنتزی تولید شده توسط روشهای متنوع گازسازی به همراه دیزل، بر عملکرد موتور و آالیندهها، در یک انرژی ثابت ورودی، مورد بررسی قرار گیرد چرا که گاز سنتزی میتواند گزینه مناسبی در موتورهای اشتعال تراکمی کنترل واکنشی باشد. برای رسیدن به این مقصود، از 11 نوع گازهای سنتزی )ترکیب هیدروژن و مونوکسید کربن، متان، اتان، اتن و ...( برای مقایسه با گاز سنتزی شبیه سازی شده مرکب از هیدروژن و مونوکسیدکربن خالص، استفاده شده است. روشهای تولید گازهای سنتزی در این رساله ع بارتند از ریفورمینگ بخار متان، ریفورمینگ اتوترمال متان، اکسیداسیون جزئی متان و همچنین گازسازی زیست توده که همگی این روشها توسط دو نرم افزار Chemkin و EES مدلسازی و صحه گذاری شده اند. نتایج این تحقیق انعطاف پذیری موتور در استفاده از سوختهای سنتزی متنوع را اثبات میکند. همچنین میتوان با تعریف دو پارامتر آلفا و بتا که به ترتیب عبارتند از نسبت جرم هیدروژن به جرم گاز سنتزی و نیز نسبت ارزش حرارتی هیدروژن به ارزش حرارتی کل گاز سنتزی، رفتار موتور را در استفاده از گازهای سنتزی گوناگون، پیشبینی کرد. نتایج حاکی از آن است که در شرایط ورودی ثابت هوا و سوخت، بهترین نوع گاز سنتزی، گاز دارای آلفای مابین 03/0 و 05/0 میباشد. میزان آلفای باالتر از 05/0 باعث افزایش بازده حجمی و میزان اکسیژن شده که در ادامه افزایش اکسیدهای نیتروژن را در پی خواهد داشت. میزان آلفای کمتر از 03 /0 نیز کاهش بسیار شدید تاثیر هیدروژن و در پی آن، احتراق طوالنیتر و دماهای بیشینه پایینتر را نتیجه میدهد. همچنین افت بیش از حد بازده حجمی در ازای کاهش اکسیدهای نیتروژن، افزایش شدید دوده را در پی خواهد داشت. بهترین نوع گاز سنتزی برای استفاده در موتور کنترل واکنشی میبایست عالوه بر میزان آلفای مشخص شده، دارای بتای باالتر از 6/0 باشد. بر همین اساس، بهترین سوخت، گاز سنتزی تولید شده توسط ریفورمینگ اتوترمال متان بوده که استفاده از آن در نسبتهای جایگزینی 20 الی 60 درصد با دیزل، به ک