Modelling of kinetic combustion process of oxygen enriched mixture in SI engine

• Autorzy: Śliwiński K. , Mitianiec W.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie kinetyki procesu spalania w silniku zasilanym mieszanką wzbogaconą w tlen

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a proof of explanation of the formation process of toxic exhaust gas components during combustion process of oxygen enriched mixtures in SI engine. In order to explain this phenomenon the simulation process was carried out, in which the experimental data from dynamometer tests of the 4-stroke SI engine were used. The test were done at different mole concentration of oxygen and at increased ratio of exhaust gas recirculation until the mixture of oxygen and exhaust gases has not contained any air. In simulation process one makes use of the computer program Kintecus ver.3.95, where the functions of kinetic combustion process of complex chemical reactions taken place during combustion of fuel mixture (gasoline) in SI engine. The paper presents the graphs showing variations of mole concentration of chosen chemical species in the charge in a function of time and variation of temperature in the cylinder.

PL

W artykule zaprezentowano próbę wyjaśnienia procesu tworzenia toksycznych związków spalin powstających w czasie spalania w silniku ZI mieszanek wzbogaconych w tlen. W celu wyjaśnienia tego procesu zastosowano symulację komputerową w której wykorzystano dane z badań silnikowych przeprowadzonych na hamowni silnikowej. Badania wykonywane były przy różnym stopniu stężenia tlenu oraz wzrastającym stopniu recyrkulacji, aż do uzyskania mieszanki spalinowo-tlenowej bez udziału powietrza. W procesie symulacji posłużono się programem Kintecus ver.3.95, w którym wykorzystano funkcje spalania kinetycznego złożonych reakcji chemicznych zachodzących podczas spalania mieszanki paliwowej w silniku ZI. W artykule przedstawiono wykresy zmiany udziałów molowych wybranych składników spalin w funkcji czasu oraz przebieg temperatury w cylindrze.

Słowa kluczowe

EN

write oxygen enriched mixture; simulated investigation; exhaust gas toxic components emission

PL

mieszanka wzbogacona w tlen; badania symulacyjne; emisja spalin

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Silniki Spalinowe
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 50, nr 3
• Opis fizyczny: Pełny tekst na DVD, Bibliogr. 12 poz.

Twórcy

autor

Śliwiński K.

autor

Mitianiec W.

• Faculty of Institute of Automobiles and Internal Combustion Engines at Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] Amsden A.A., O'Rurke P.J., Butler T.D.: KIVA-II - A Computer Program for Chemically Reactive Flows with Sprays. Los Alamos National Lab., LA-11560-MS, 1989.
• [2] Burcat, A.; McBride, B.: 1994 Ideal Gas Thermodynamic Data for Combustion and Air-Pollution Use. Technion Report , #TAE 697, Haifa, 1993.
• [3] Curran H. J., Gaffuri P., Pitz W. J., Westbrook C. K.: A Comprehensive Modeling Study of iso-Octane Oxidation. Combustion and Flame, No 129, p. 253-280, 2002.
• [4] Heywood J. B., Internal Combustion Engine Fundamentals, Mc Graw-Hill, 1988.
• [5] Kee RJ, Rupley FM, Miller JA.: Chemkin II. A Fortran chemical kinetics package for the analysis of a gas-phase chemical kinetics. Sandia Laboratories Report, SAND 89-8009B, 1993.
• [6] Liberman M.A., Ivanov M.F., Peil O.E., Valiev D.M., Eriksson L.E.: Numerical modeling of the propagating flame and knock occurrence in spark-ignition engines. Combustion Science and Technology, No. 177, p. 151-82, 2005.
• [7] Simmie J.M.: Detailed chemical kinetic models for the combustion of hydrocarbon fuels. Progress in Energy and Combustion Science. Vol. 29, p. 599-634, 2003.
• [8] Sliwinski K., Papuga T.: A simulated investigation of an engine fed with oxygen enriched mixture. Combustion Engines, PTNSS-2010-SS1-102, Bielsko-Biala, 2010.
• [9] Westbrook C.K., Mizobuchi Y., Poinsot T.J., Smith P.J., Warnatz J.: Computational combustion. Proceedings Combustion Institute, Vol. 30, p. 125-57, 2005.
• [10] Westbrook C.K., Dryer F.L.: Chemical kinetic modelling of hydrocarbon combustion. Progress in Energy and Combustion Science, vol. 10, p. 1-57, 1984.
• [11] http://www.me.berkeley.edu/gri_mech/
• [12] http://www.kintecus.com