Homojen Karışımlı Sıkıştırmalı Ateşlemeli Motorların Çok Boyutlu Modellenmesi

Abstract

Bu çalışmada da yeni bir konsept olan Homojen Karışımlı Sıkıştırmalı Ateşlemeli Motorların çok boyutlu olarak modellenmesi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda KIVA-3V kodu hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) programı olarak kullanılmış, fiziksel ve kimyasal modelleme hesaplamalarıtamamiyle bu kod yardımıyla yapılmıştır. Literatürden Homojen Karışımlı Sıkıştırmalı Ateşlemeli Motorlar üzerine yapılmış deneysel bir örnek referans alınarak modelleme sonuçları bu datalar ile karşılaştırılmıştır. Çalışmada methanın modellenmesi üzerinde durulmuş ve kimyasal kinetik modellenmesi iki adımlı global kinetik mekanizması ile sağlanmıştır. HCCI motorlarda yanma fazının ve yanma başlangıcının kontolünde etkin olarak kullanılan, emme sıcaklığı, sıkıştırma oranı ve devir sayısı parametrelerinin etkileri de bu çalışma kapsamında incelenmiştir. Yapılan bu çalışma, deneysel sonuçlarla karşılaştırıldığında, Homojen Karışımlı Sıkıştırmalı Ateşlemeli Motorların çok boyutlu olarak modellenmesinin mümkün olduğunu göstermiştir.

This study concentrates on multi-dimensional modelling of Homogeneous Charge Compression Ignition Engines. The impacts of engine speed, intake temperature, and compression ratio are also investigated in this study. As a CFD software tool for the modelling of combustion process, KIVA-3V code is used. Both the physical and chemical modelling calculations are done by KIVA-3V code. An experimental study is taken as a reference from the literature and releated to the experiment engine geometry a three-dimensional model is generated. For the chemical kinetic modelling a two-step kinetic mechanism is used. The first of the two global rate equations controls the disapperance of methane, and the second the oxidation of carbon monoxide. This work shows that three-dimensional modelling of methane HCCI engine is possible with good agreement to the experimental data.