Численное моделирование процесса горения изооктана и биодизеля с помощью OpenFOAM

Аннотация

В данной работе представлено численное моделирование процесса горения двух видов жидкого топлива: изооктана и биодизеля с использованием программного пакета OpenFOAM. Актуальность исследования вызвана возрастающим интересом к альтернативным источникам энергии, а также необходимостью снижения вредных выбросов при использовании традиционных углеводородных видов топлива. Биодизель или биотопливо используется в качестве альтернативного вида топлива в двигателях внутреннего сгорания благодаря тому, что является возобновляемым, а также при его сгорании образуется меньшее количество вредных выбросов. В результате полученного численного моделирования был проведен анализ температурных полей и профилей скорости для двух указанных видов топлива, альтернативного и традиционного. Проведенный анализ показал, что максимальная температура горения изооктана больше на 100-150 К по сравнению с биодизелем, что связано с физико-химическими свойствами топлив. Анализ скоростных характеристик показал, что при горении изооктана наблюдается более интенсивное, но менее устойчивое сгорание топлива. Биодизель показывает более устойчивый режим горения с плавным распределением скоростей и меньшими локальными колебаниями. Полученные результаты говорят о целесообразности использования биодизеля в качестве возобновляемого и экологически безопасного топлива, который способен заменить традиционные углеводородные виды жидких топлив. Проведенный в статье численный анализ имеет практическую значимость при проектировании систем двигателей внутреннего сгорания. Результаты могут быть использованы при разработке стратегий по переходу на альтернативные источники энергии.