heal.abstract |
Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη, με χρήση Υπολογιστικής Ρευστοδυναμικής, εναλλακτικών στρατηγικών έγχυσης καυσίμου σε δίχρονο ναυτικό κινητήρα Diesel, με στόχο τη μείωση των παραγόμενων αέριων ρύπων, συγκεκριμένα των οξειδίων του αζώτου (NOx), διατηρώντας σε ικανοποιητικά επίπεδα τον βαθμό απόδοσης του κινητήρα και τις εκπομπές σωματιδίων αιθάλης (soot). Εδώ, πραγματοποιείται επέκταση του προφίλ έγχυσης καυσίμου από έναν κύριο παλμό σε πολλαπλούς παλμούς ανά κύκλο, με την προσθήκη προέγχυσης και πολλαπλών παλμών μετέγχυσης. Διερευνάται η επίδραση των παραμέτρων έγχυσης του νέου προφίλ (όπως χρονισμός της έγχυσης, ποσοστό εγχύσεως καυσίμου ανά παλμό κλπ.) στη λειτουργία του κινητήρα στην περιοχή του πλήρους φορτίου, ώστε με κατάλληλη αναπροσαρμογή τους να βρεθεί το νέο προφίλ που βελτιώνει περισσότερο τους στόχους (τελική συγκέντρωση NOx για αποδεκτά επίπεδα σωματιδίων αιθάλης και βαθμού απόδοσης), χωρίς να απαιτούνται σχεδιαστικές αλλαγές στον κινητήρα. Η παραπάνω τεχνική έγχυσης (split injection) έχει ήδη εφαρμοστεί με επιτυχία στην αυτοκινητοβιομηχανία.
Αρχικά, μελετάται μια περίπτωση αναφοράς, χαρακτηριζόμενη από συνεχές προφίλ έγχυσης. Στη συνέχεια, γίνεται εκτενής παραμετρική ανάλυση με συστηματική μεταβολή των παραμέτρων προφίλ με πολλαπλούς παλμούς, και επιλέγεται το προφίλ που αντιστοιχεί σε καλά χαρακτηριστικά αναφορικά με τις εκπομπές ρύπων και την αποδοτικότητα του κινητήρα. Τα υπολογιστικά αποτελέσματα χαρακτηρίζονται με χρήση οπτικοποίησης του ροϊκού πεδίου και χαρτών θερμοκρασίας – λόγου ισοδυναμίας καυσίμου-αέρα (χάρτες T-φ). |
el |