3
هیئت علمی دانشکده فنی مهندسی دانشگاه جامع امام حسین (ع)
چکیده
استفاده از پرخوران یکی از روش‌های ارتقاء سطح پروازی پرنده موجود، بدون نیاز به ایجاد تغییرات اساسی در موتور آن میباشد. البته این امر منوط به انتخاب صحیح پرخوران و کنترل دقیق آن است. امروزه مدلسازی ریاضی و رایانهای فرآیندهای درون موتور به عنوان یک ابزار قوی برای تخمین عملکرد سیستم و کاهش هزینه و زمان تست مورد توجه قرار گرفته است. در تحقیق حاضر از مدل ترمودینامیکی چند ناحیهای برای این منظور استفاده شده است. به‌این‌ترتیب در گام اول کد مربوطه جهت شبیهسازی هندسی موتور وانکل توسعه‌یافته و پس از اطمینان از عملکرد صحیح آن، مشخصات موتور رفت و برگشتی معادل توسط کد استخراج شده است و مشخصات مستخرج به نرمافزار جیتیپاور داده شده و مدل رفت و برگشتی موتور توسعه‌یافته است. در مرحله بعد مدل ایجاد شده توسط نتایج تجربی به‌دست‌آمده از آزمون توانآزما در آزمایشگاه موتور صحهگذاری شده است و از مدل اعتبارسنجی شده جهت شبیهسازی شرایط ارتفاع استفاده شده و میزان افت عملکرد به‌دست آمده است. در مرحله آخر توسط تئوریهای انطباق، پرخوران مناسب انتخاب شده است و با سازوکارهای کنترلی مناسب عملکرد سیستم موتور و پرخوران در ارتفاع هدف مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج تحقیق نشان میدهد که در دور کاری موتور و در حالت بار کامل پرخورانی سبب افزایش 41 درصدی توان و کاهش 5 درصدی مصرف مخصوص سوخت در ارتفاع هدف نسبت به موتور تنفس طبیعی در ارتفاع کاری معمول میشود.
Heywood, J.B. “Internal Combustion Engine Fundamentals”, McGraw-Hill, New York, 1988.##
Wankel, F. “Rotary Piston Machines”, Iliffe, London, 1965.##
Ramos, J.I. “Comparisons Between Thermodynamic and One-Dimensional Combustion Models of Spark-Ignition Engines”, Appl. Math. Modeling, Vol. 10, pp. 409-422, 1986.##
Mozafari, A. “Prediction and Measurements of Spark Ignition Engine Characteristics Using Ammonia and Other Fuels”, Ph.D. Thesis, University of London, London, 1988.##
Verhelst, S. and Sheppard, C.G.W. “Multi-Zone Thermodynamic Modeling of Spark-Ignition Engine Combustion - An Overview”, Energy Conversion and Management, Vol. 50, pp. 1326-1335, 2009.##
Danieli, G.A. “A Performance Model of a Wankel Engine, Including the Effects of Burning Rates, Heat Transfer, Leakage and Quenching Compared with Measured Pressure Time Histories”, Ph.D. Thesis, Massachusetts Institute of Technology, Massachusetts, 1976.##
Blizard, N.C. and Keck, J.C. “Experimental and Theoretical Investigation of Turbulent Burning Model for Internal Combustion Engines”, SAE Paper, No. 740191, 1974.##
Danieli, G.A. Ferguson, C.R., Heywood, J.B. and Keck, J.C. “Predicting the Emissions and Performance Characteristics of a Wankel Engine”, SAE Technical Paper, No. 740186, 1974.##
Jaber, N., Mukai, M., Kagawa, R., Nakakura, H., Moriue, Q., Murase, E., Iwashita, Y., Ishibashi, M., Miura, Y., Yamamoto, M., and Fontanesi, S. “Amelioration of Combustion of Hydrogen Rotary Engine”, International Journal of Automotive Engineering, Vol. 3, No. 3, pp.81-88, 2012.##
Poojitganont, T., Izweik, H.T. and Berg, H.P. “The Simulation of Flow Field Inside the Wankel Combustion Chamber”, 20th Conference of Mechanical Engineering Network of Thailand, Vol. 18, 2006.##
Spreitzer, J., Zahradnik,, and Geringer, B. “Implementation of a Rotary Engine (Wankel Engine) in a CFD Simulation Tool with Special Emphasis on Combustion and Flow Phenomena”, SAE Technical Paper, No. 2015-01-0382, 2015.##
Zambalov, S., Yakovlev, I.A., and Skripnyak, V.A. “Numerical Simulation of Hydrogen Combustion Process in Rotary Engine with Laser Ignition System”,International Journal of Hydrogen Energy,Vol. 42, No. 27, pp. 17251-17259, 2017.##
Chen, W., Pan, J., Liu, Y., Fan, B., Liu, H., and Otchere, P. “Numerical Investigation of Direct Injection Stratified Charge Combustion in a Natural Gas-Diesel Rotary Engine”,Applied Energy, 233, pp. 453-467, 2019.##
Tartakovsky, L., Baibikov, V., Gutman, M., Veinblat, M., and Reif, J. “Simulation of Wankel Engine Performance Using Commercial Software for Piston Engines”, SAE Technical Paper, No. 20129098, 2012.##
Drbal, M. “A Method of Rotary Engine Performance Prediction”,Scientific Journal of Silesian University of Technology. Series Transport 108, 2020.##
Watson, N. and Jonata, M.Sc. “Turbocharging the Internal Combustion Engine”, MacMillan Press LTD, New York, 1982.##
Garrett, T.K., Newton, K. and Steeds, W. “The Motor Vehicle”, 13th ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, 2001.##
Korakianitis, T. and Sadoi, T. “Turbocharger-Design Effects on Gasoline-Engine Performance”, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 127, pp. 525-530, 2005.##
Nguyen, H.L. “Performance and Combustion Characteristics of Direct-Injection Stratified-Charge Rotary Engines”, NASA Technical Memorandum, No. 100134, 1987.##
Valavan, H.T., Challa, S., Panchal, G.S., and Radhakrishna, D. “Turbocharging of Spark Ignited Wankel Engine for High Altitude Application Using 1-D Simulation Approach”, International Journal of I.C. Engines and Gas Turbines, Vol, 1, No. 1, pp. 1-12, 2015.##
Thomasson, A., Eriksson, L., Leufvén, O., and Andersson, P. “Wastegate Actuator Modeling and Model-Based Boost Pressure Control”, IFAC Workshop on Engine and Powertrain Control, Simulation and Modeling, Paris, Nov. 30 - Dec. 2, 2009.##
Dimitrios, V. and George, P. “Industrial Compressor Anti-Surge Computer Control”, International Journal of Mechanical, Aerospace, Industrial and Mechatronics Engineering Vol. 1, No. 10, pp. 591-594, 2007.##
Wendeker, M., Grabowski, Ł., Pietrykowski, K., and Magryta, P. “Phenomenological Model of a Wankel Engine. Silniki Spalinowe”, Vol. 50, No. 3, 1995. (in Polish).##
Berberan-Santos, M.N., Bodunov, E.N., and Pogliani, L. “On the Barometric Formula”, American Journal of Physics, Vol. 65, pp. 404-412, 1997.##
Wesrin, F. “Accuracy of Turbocharged SI-Engine Simulation”, M.Sc. Thesis, Department of Machine Design, Royal institute of technology, S-100 44 Stockholm, Sweden, 2002.##
گودرزی, امیر, قنبرنیا سوته, محسن, دوستدار, محمد مهدی, & زمان پور زهرایی, محمدصابر. (1400). بررسی عملکرد موتور اشتعال جرقه‌ای دوار وانکل در ارتفاع تحت تأثیر سیستم پرخوران. مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 10(1), 129-141.
MLA
امیر گودرزی; محسن قنبرنیا سوته; محمد مهدی دوستدار; محمدصابر زمان پور زهرایی. "بررسی عملکرد موتور اشتعال جرقه‌ای دوار وانکل در ارتفاع تحت تأثیر سیستم پرخوران". مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 10, 1, 1400, 129-141.
HARVARD
گودرزی, امیر, قنبرنیا سوته, محسن, دوستدار, محمد مهدی, زمان پور زهرایی, محمدصابر. (1400). 'بررسی عملکرد موتور اشتعال جرقه‌ای دوار وانکل در ارتفاع تحت تأثیر سیستم پرخوران', مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 10(1), pp. 129-141.
VANCOUVER
گودرزی, امیر, قنبرنیا سوته, محسن, دوستدار, محمد مهدی, زمان پور زهرایی, محمدصابر. بررسی عملکرد موتور اشتعال جرقه‌ای دوار وانکل در ارتفاع تحت تأثیر سیستم پرخوران. مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 1400; 10(1): 129-141.
)
