Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu số liệu sử dụng hóa học chi tiết trong quá trình đốt cháy so sánh ảnh hưởng của các mô hình truyền nhiệt tường trong động cơ diesel đánh lửa nén
Tóm tắt
Công trình hiện tại nhấn mạnh ảnh hưởng của các mô hình truyền nhiệt tường đến các dự đoán số liệu về hiện tượng đốt cháy trong động cơ diesel đánh lửa nén. Một so sánh về hiệu suất của động cơ được thực hiện bằng cách sử dụng các mô hình truyền nhiệt O’Rourke và Amsden, Han và Reitz cùng với mô hình Angelberger. Mô hình hóa học chi tiết được sử dụng bao gồm 61 loài và 235 phản ứng cho quá trình cháy n-heptane/diesel. Mô hình độ nhiễu RANS RNG k-ε (Mô hình Navier–Stokes trung bình Reynolds: RANS; nhóm tái chuẩn hóa: RNG; năng lượng động học - tỷ lệ phân rã năng lượng động: mô hình k-ε) được sử dụng ở đây để mô hình hóa các phương trình vận chuyển khối lượng, động lượng và năng lượng cho các mô phỏng động lực học chất lỏng tính toán của động cơ. Nghiên cứu được thực hiện trên động cơ diesel tăng áp 130PS 5.675L và được trình bày so với các kết quả thực nghiệm. Tác động của các mô hình xử lý tường khác nhau đến độ chính xác và yêu cầu thời gian tính toán nội tại khi dự đoán đường cong P–θ của động cơ (áp suất xy-lanh so với gốc trục khuỷu), áp suất hiệu quả trung bình chỉ ra và AHRR (tỷ lệ phát thải nhiệt rõ rệt) được thảo luận trong bài báo này. Nghiên cứu so sánh này tạo điều kiện thuận lợi cho việc lựa chọn mô hình truyền nhiệt tối ưu cho nghiên cứu đốt cháy trong xy-lanh với những trao đổi giữa độ chính xác của giải pháp (điều khiển chất lượng sản phẩm) và thời gian tính toán (điều khiển thời gian đưa sản phẩm ra thị trường).
Từ khóa
#động cơ diesel #đánh lửa nén #mô hình truyền nhiệt #mô hình hóa học chi tiết #độ nhiễu RANS #AHRRTài liệu tham khảo
Šarić S, Basara B et al. (2015) Advanced near-wall heat transfer modelling for in-cylinder flows. In: International multidimensional engine modeling user’s group meeting at the SAE congress, Detroit, MI, 20 April 2015
Angelberger C, Poinsot T, Delhaye B (1997) Diagnostics and modeling in SI engines improving near-wall combustion and wall heat transfer modeling in si engine computations. SAE technical papers. https://doi.org/10.4271/972881
O’Rourke P, Amsden A (1996) A particle numerical model for wall film dynamics in port-injected engines. SAE technical paper 961961. https://doi.org/10.4271/961961
O’Rourke P, Amsden A (2000) A spray/wall interaction submodel for the KIVA-3 wall film model. SAE technical paper 2000-01-0271
Sanjin Saruc et al. (2015) A hybrid wall heat transfer model for IC engine simulations. SAE teachnical papers
Sircar A et al. (2017) An assessment of CFD-based wall heat transfer models in piston engines. In: 10th U. S. national combustion meeting
Piazzullo D, Costa M, Allocca L, Montanaro A et al (2017) A 3D CFD simulation of GDI sprays accounting for heat transfer effects on wallfilm formation. SAE Int J Engines 10(4):2166–2175
Sideri M, Berton A, D’Orrico F (2017) Assessment of the wall heat transfer in 3D-CFD in-cylinder simulations of high performance diesel engines. Energy Procedia 126:963–970
Lakshminarayanan PA, Aghav YV (2010) Modelling diesel combustion. Springer Science and Public Media, Berlin
Ahmadi-Befrui B, Uchil N, Gosman AD, Issa RI (1996) Modeling and simulation of thin liquid films formed by spray-wall interaction. SAE paper 960627
Plengsa-ard C, Kaewbumrung M (2018) CFD modelling wall heat transfer inside a combustion chamber using ANSYS forte. In: IOP conference series: materials science and engineering. vol 297, p 012036. https://doi.org/10.1088/1757-899x/297/1/012036
Ihme M et al. (2016) Non-equilibrium wall-modeling for large-eddy simulation of internal combustion engines. In: THIESEL 2016 conference on thermo—and fluid dynamic processes in direct injection engines
Seo J, Lee JS, Choi KH, Kim HY, Yoon SS (2013) Numerical investigation of the combustion characteristics and wall impingement with dependence on split-injection strategies from a gasoline direct-injection spark ignition engine. Proc Inst Mech Eng Part D J Automob Eng 227(11):1518–1535
Costa TJ, Nickerson M, Littera D, Martins J, Shkolnik A, Shkolnik N, Brito F (2016) Measurement and prediction of heat transfer losses on the XMv3 rotary engine. SAE Int J Engines 9(4):2368–2380
Zhang Y, Liu Z, Zuo Q, Xiao B, Sun S, Fu J (2018) Heat transfer model for high power density internal combustion engine based on fluid-solid coupling model. Zhongnan Daxue Xuebao (Ziran Kexue Ban)/J Central South Univ (Sci Technol) 49:2330–2336. https://doi.org/10.11817/j.issn.1672-7207.2018.09.028
Zhang Y (2014) Development of a new spray/wall interaction model for diesel spray under PCCI-engine relevant conditions. At Spray 24(1):41–80. https://doi.org/10.1615/atomizspr.2013008287
Jia M, Gingrich E, Wang H, Li Y, Ghandhi JB, Reitz RD (2016) Effect of combustion regime on in-cylinder heat transfer in internal combustion engines. Int J Engine Res 17(3):331–346. https://doi.org/10.1177/1468087415575647
Gokul Raj CR et al (2018) Combustion and emission characteristics of a direct injection diesel engine at various EGR conditions—a numerical and experimental study. Eur J Adv Eng Technol 5(1):35–42
Deng P, Han Z, Reitz RD (2016) Modeling heat transfer in spray impingement under direct-injection engine conditions. Proc Inst Mech Eng Part D J Automob Eng 230(7):885–898