آمار

تعداد نشریات36
تعداد شماره‌ها1,192
تعداد مقالات8,579
تعداد مشاهده مقاله6,988,676
تعداد دریافت فایل اصل مقاله4,032,521
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. پدافند الکترونیکی و سایبری, 10(1), 129-141.
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". پدافند الکترونیکی و سایبری, 10, 1, 1400, 129-141.
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', پدافند الکترونیکی و سایبری, 10(1), pp. 129-141.
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. پدافند الکترونیکی و سایبری, 1400; 10(1): 129-141.

بررسی عملکرد موتور اشتعال جرقه‌ای دوار وانکل در ارتفاع تحت تأثیر سیستم پرخوران

مکانیک سیالات و آیرودینامیک
مقاله 9، دوره 10، شماره 1 - شماره پیاپی 27، خرداد 1400، صفحه 129-141    اصل مقاله (890.54 K)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
نویسندگان
امیر گودرزی* 1؛ محسن قنبرنیا سوته2؛ محمد مهدی دوستدار3؛ محمدصابر زمان پور زهرایی2
1دانشگاه امام حسین
2دانشگاه جامع امام حسین ع
3هیئت علمی دانشکده فنی مهندسی دانشگاه جامع امام حسین (ع)
تاریخ دریافت: 15 شهریور 1399،  تاریخ بازنگری: 15 آذر 1400،  تاریخ پذیرش: 17 فروردین 1400 
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.
کلیدواژه‌ها
موتور دوار وانکل؛ نرم‌افزار جی‌تی‌پاور؛ پرخوران؛ کنترل؛ نتایج تجربی توان‌آزما
عنوان مقاله [English]
The Altitude Performance Evaluation of Spark Ignition Rotary Wankel Engine Equipped by a Turbocharger
نویسندگان [English]
amir goudarzi1؛ mohsen ghanbarnia sooteh2؛ - -3؛ mohammad saber zamanpour zahraee2
1ihu
2ihu
3-
چکیده [English]
Turbocharging is a prevalent method for the promotion of an UAV flight level without having to make major changes in its engine. It depends on the correct selection and precise control of the turbocharger. Today, the mathematic simulation of the engine cyclic processes as a strong tool to estimate performance and reduce costs and testing time is taken into consideration. In this research multi-zones thermodynamic modeling according to the following steps is performed. At the first step, a geometrical model of the Wankel engine is developed and the geometrical characteristics of the equivalent reciprocating engine is achieved. At the second step, the equivalent reciprocating engine is simulated by GT-Power commercial software. Then, using the empirical results of dynamometer tests the developed model is vitrificated and by this means the effect of altitude conditions on the engine performance is studied. At the last step, according to the matching theories, a proper turbocharger is selected and by using appropriate control mechanisms, the performance of the turbocharged engine at the desired altitude is evaluated. Results indicate that for the operating engine speed and full load condition, turbocharging leads to 41% power increment and 5% specific fuel consumption reduction at the target altitude compared to the naturally aspirated engine at designed working altitude.
کلیدواژه‌ها [English]
Wankel rotary engine, GT-Power Software, Turbocharger, Control, Dynamometer Test
مراجع
  1. Heywood, J.B. “Internal Combustion Engine Fundamentals”, McGraw-Hill, New York, 1988.##
  2. Wankel, F. “Rotary Piston Machines”, Iliffe, London, 1965.##
  3. Ramos, J.I. “Comparisons Between Thermodynamic and One-Dimensional Combustion Models of Spark-Ignition Engines”, Appl. Math. Modeling, Vol. 10, pp. 409-422, 1986.##
  4. Mozafari, A. “Prediction and Measurements of Spark Ignition Engine Characteristics Using Ammonia and Other Fuels”, Ph.D. Thesis, University of London, London, 1988.##
  5. 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.##
  6. 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.##
  7. Blizard, N.C. and Keck, J.C. “Experimental and Theoretical Investigation of Turbulent Burning Model for Internal Combustion Engines”, SAE Paper, No. 740191, 1974.##
  8. 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.##
  9. 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.##
  10. 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.##
  11. 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.##
  12. 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.##
  13. 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.##
  14. 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.##
  15. Drbal, M. “A Method of Rotary Engine Performance Prediction”,Scientific Journal of Silesian University of Technology. Series Transport 108, 2020.##
  16. Watson, N. and Jonata, M.Sc. “Turbocharging the Internal Combustion Engine”, MacMillan Press LTD, New York, 1982.##
  17. Garrett, T.K., Newton, K. and Steeds, W. “The Motor Vehicle”, 13th ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, 2001.##
  18. 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.##
  19. Nguyen, H.L. “Performance and Combustion Characteristics of Direct-Injection Stratified-Charge Rotary Engines”, NASA Technical Memorandum, No. 100134, 1987.##
  20. 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.##
  21. 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.##
  22. 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.##
  23. Wendeker, M., Grabowski, Ł., Pietrykowski, K., and Magryta, P. “Phenomenological Model of a Wankel Engine. Silniki Spalinowe”, Vol. 50, No. 3, 1995. (in Polish).##
  24. Berberan-Santos, M.N., Bodunov, E.N., and Pogliani, L. “On the Barometric Formula”, American Journal of Physics, Vol. 65, pp. 404-412, 1997.##
  25. 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.##
  26. “Garrett: Turbocharger Guide”, Vol. 5, Honeywell Turbo Technologies, Torrance.##
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 202
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 179