Tümleşik Alev Modeli (CFM) Kullanarak Buji Ateşlemeli Bir Motorda Yanma Modelleme Çalışması

Tek silindirli buji ateşlemeli bir motorda, akış hareketi ve yanma karakteristiğini görselleştirmek amacıyla sayısal bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Star CD/es-ice tarafından sağlanan RANS (Reynolds Ortalamalı NavierStokes) ve tümleşik alev modeli (Coherent Flame Model - CFM) modelleri kullanılarak benzinli bir motor modelinde tüm motor strokları incelenmiştir. Sıkıştırma oranının 8:1 ve motor hızının 1200 dev/dak. olduğu bir motor simüle edilmiştir. Yakıt olarak C8H18 (n-izooktan) kullanılmıştır. Sayısal simülasyonlarda, türbülanslı akış hareketini modellemek için AngelBelger duvar fonksiyonları ile beraber k-ε RNG türbülans modeli seçilmiştir. Simülasyonlar boyunca statik ateşleme avansı 20 KMA olacak şekilde belirlenmiştir. Tüm stroklarda silindir içi akış hareketi incelenmiştir. Özellikle, egzoz valfinin henüz açtığı zamanda bazı sayısal anormallik içeren durumlar fark edilmiştir. Küçük egzoz valfi açıklıklarında meydana gelen bu anormallikler, silindir ve egzoz portu arasındaki sıcaklık ve basınç farklarından kaynaklanmaktadır. HAD sonuçları kapsamında sıcaklık dağılımı, hız profilleri, yanmış/yanmamış yakıt konsantrasyonları verilmiştir. Egzoz stroğunda elde edilen Courant ve Mach sayıları detaylı bir şekilde incelenmiştir. Ayrıca, silindir içi basınç, sıcaklık ve ısı yayılım oranı gibi glabal motor parametreleri çizilmiştir. Özetle, CFM yanma modelinin kullanıldığı bu çalışmada alev ilerleme hızının beklenen değerlerden yüksek olduğu görülmüştür. Bu nedenle, silindir içinde elde edilen basınç ve sıcaklık değerleri deneysel verilerden daha yüksek olarak elde edilmiştir

A Case Study of Combustion Modeling in a Spark Ignition Engine Using Coherent Flame Model

In this study, a computer simulation was performed, to visualize fluid flow and combustion characteristics of a single cylinder spark ignition engine. The complete engine cycle process (inlet, compression, expansion and exhaust strokes) in gasoline engine model was investigated using RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes) and CFM (Coherent Flame Model) approaches offered by Star-CD/es-ice. Simulations were done for the compression ratio 8:1 and 1200 rpm engine speed. C8H18 (iso-octane) was used as the engine fuel. In the numerical simulations to model turbulent flow field, k - ε RNG turbulence model was selected with Angelberger wall functions. Static spark advance was set at 20 CA bTDC during the simulations. Fluid flow in the cylinder was observed during all the engine strokes. Especially, just before the exhaust valve open, some numerical abnormal situations were detected. It was observed that the pressure and temperature gradients between cylinder and exhaust port caused these abnormalities at small exhaust valve lifts. Temperature distribution, velocity profiles, burnt-unburnt fuel concentrations were obtained. Courant and Mach numbers were investigated in details at the exhaust stroke. Also global engine parameters such as in cylinder pressure, temperature and heat release rates were plotted. It was observed that CFM combustion model predicts faster flame propagation speed compared to experimental ones. Due to that higher temperature and peak pressure values were obtained in the numerical simulations
Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-3615
  • Yayın Aralığı: Yılda 2 Sayı
  • Başlangıç: 1977
  • Yayıncı: TÜRK ISI BİLİMİ VE TEKNİĞİ DERNEĞİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Karlanma Koşulları Altında Kanatlı Boru Evaporatörünün Isıl Performansının Deneysel İncelenmesi ve Sayısal Modellenmesi

Dilek Nur ÖZEN, Kemal ALTINIŞIK, Kevser DINCER, Ali ATEŞ

Adsorpsiyonlu Bir Soğutma Sisteminin Performansının Farklı Çalışma Çiftleri İçin Teorik Analizi

İsmail SOLMUŞ, Cihan YILDIRIM

Konik Kubbeli Harran Evlerinin Çatısına ve Düz Çatıya Düşen Güneş Işınımının Karşılaştırılması

Erdal YILDIRIM, Zeynel Abidin FIRATOĞLU, Bülent YEŞİLATA

Aktif Akış Kontrolü ile Ters Basamak Ardındaki Isı Geçişinin İyileştirilmesi

Sertac CADIRCI, Hasan GUNES

Çevre Dostu R290/R600/R600a Karışımının Su Soğutmalı Isı Pompasındaki İkinci Kanun Analizi

Tayfun MENLİK, Hasan ÖZCAN, Erol ARCAKLIOĞLU

BUHAR SIKIŞTIRMALI-ABSORBSİYONLU KASKAD SOĞUTMA ÇEVRİMLERİNİN İKİNCİ KANUN ANALİZİ

Canan CİMŞİT, Murat HOŞÖZ, İlhan Tekin ÖZTÜRK

ÇİFT KADEMELİ TRANSKRİTİK R744 SOĞUTMA SİSTEMLERİNDE GENLEŞME TÜRBİNİ KULLANIMININ TERMODİNAMİK ANALİZİ

Abdullah ALAN, Arif Emre ÖZGÜR, Hilmi Cenk BAYRAKÇI

Hücum Kenarı Şeklinin Eksenel Fan Performansına Etkileri

Ayhan Nazmi İLİKAN, Erkan AYDER

Metal Hıdrür Esaslı Hidrojen Depolama Parametrelerine Reaktör Dizaynı ve Hidrojen Şarj Basıncı Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi

Muhammet KAYFECİ, Fevzi BEDİR, Hüseyin KURT

Isı Geri Kazanım Sistemleri Kullanılan Bir Gıda Fabrikasının Yakıt Tasarruf Potansiyelinin Deneysel Olarak Araştırılması

M. Handan ÇUBUK, Özlem EMANET, Ahmet Selim DALKILIÇ, Somchai WONGWISES