PREDICTION OF POLLUTANT FORMATION IN DIESEL ENGINE THROUGH
NUMERICAL SIMULATION
Journal Name:
- Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi
Keywords (Original Language):
Author Name |
---|
Abstract (2. Language):
In this paper numerical technique through Computational Fluid Dynamics (CFD) codes was used in order to
investigate thermo-fluid-dynamics field (velocity, pressure, temperature) in the combustion chamber of a Diesel
engine. Another important objective was the possibility of modelling and prediction of pollutant formation
during the combustion process in these engines. Mathematical model was based on the conservation equations of
mass, momentum and energy (Favre-averaged Navier-Stokes equations). To close these equations system was
add also: state relations equations, Renormalized Group Theory (RNG) k-epsilon turbulence model and spray
mechanism model. Since processes in Diesel engine have not only thermo-fluid nature but also chemistry, a
special attention was for chemistry models for both chemical reaction simulation and for the chemistry models of
pollutants. Formation of NOx is predicted by Zeldovich mechanism. Soot formation relies on the nucleation,
surface growth, coagulation and oxidation process. Result of simulation shown that thermal NOx is seen at
stoichiometric mixture fraction at high temperatures, while soot formation is seen fuel-rich and relatively lowtemperature
regions.
Bookmark/Search this post with
Abstract (Original Language):
Bu çalışmada Dizel bir motorun yanma odasındaki termo-akışkan dinamiği alanını (hız, basınç, sıcaklık)
araştırmak amacıyla Hesaplamalı Akışkan Dinamiği (HAD) kodları sayesinde sayısal teknik kullanıldı. Diğer bir
önemli amaç, bu motorların yanma prosesindeki kirletici oluşumunun tahmin edilmesi ve modellenmesinin
olabilirliğinin belirlenmesidir. Matematiksel model; kütle, momentum ve enerjinin korunumu denklemlerine
dayanır (Favre-Averaged Navier-Stokes denklemleri). Bu denklem takımlarını yaklaştırmak için, ayrıca hal
bağıntı denklemleri, Yeniden Normalleştirilmiş Grup Teorisi (RNG), k-epsilon türbülans modeli ve sprey
mekanizması modeli eklenmiştir. Bu Diesel motordaki prosesler termo-akışkan doğasının yanı sıra kimyayı da
içermesinden dolayı, hem kimyasal tepki simülasyonu hem de kirleticilerin kimyasal modeli için özel bir ilgi söz
konusudur. NOx oluşumu Zeldovich mekanizmasıyla tahmin edilir. İs oluşumu; çekirdeklenme, yüzey büyümesi,
koagülasyon ve oksitlenme prosesine bağlıdır. Simülasyon sonuçları gösteriyor ki; is oluşumu yakıt bakımından
zengin ve nispeten düşük sıcaklığa sahip bölgelerde görülüyorken, termal NOx yüksek sıcaklıklarda
stokiyometrik karışım oranında görülür.
- 1