مقایسه اگزرژیک عملکرد موتورهای احتراق داخلی اشتعال جرقه ای برای سوخت های بنزین، متان و هیدروژن

تحلیل اگزرژی ابزاری برای تعیین سهم فرآیندهای دخیل در انتقال قابلیت کاردهی ورودی به سیستم و مکانی که در آن افت انرژی مفید در یک سیستم یا فرآیند رخ می دهد است. در این تحقیق مقایسه اگزرژیک عملکرد موتور احتراق داخلی اشتعال جرقه ای برای سوخت های بنزین، هیدروژن و متان مدنظر است. برای این منظور ابتدا مدلسازی چندناحیه ای موتور برمبنای پیشروی شعله معرفی شده است. سپس پایه های مفهومی لازم به منظور انجام تحلیل اگزرژی سیستم، با تعریف عبارت اگزرژی و ایجاد معادلات تعادلی اگزرژی مربوطه و به کار بردن آن ها برای سیستم های بسته و حجم کنترل، بنا نهاده شده است. از نتایج این تحقیق مشخص می شود که بیشترین سهم بازگشت ناپذیری در موتور مربوط به فرآیند احتراق است. همچنین، برای شرایط استوکیومتری می توان به درصد اگزرژی منتقل شده با کار تقریبا برابر برای هر سه سوخت، بیشترین درصد بازگشت ناپذیری برای بنزین و کمترین درصد بازگشت ناپذیری مربوط به هیدروژن اشاره کرد. بررسی نتایج تحلیل اگزرژی در شرایط کاری مختلف نشان می دهد که افزایش دور موتور سبب افزایش انتقال اگزرژی با کار و کاهش انتقال اگزرژی با گرما می شود. همچنین، افزایش نسبت توازن سبب افزایش سهم اگزرژی مخلوط درون سیلندر و کاهش سهم بازگشت ناپذیری از اگزرژی ورودی می شود.