Étude sur un modèle d'évaporation multicomposants appliqué aux gouttelettes de carburant dans des conditions de moteur diesel

Landry, Xavier (2007). Étude sur un modèle d'évaporation multicomposants appliqué aux gouttelettes de carburant dans des conditions de moteur diesel. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Le but de cette recherche est de déterminer si l'effet multicomposants des carburants, comme le diesel, est pertinent à modéliser dans les simulations de moteur. Un modèle simple est retenu pour inclure l'effet multicomposants. Ce dernier se nomme «Distillation Curve model» ou modèle DC. Un facteur de correction est proposé pour améliorer les résultats des calculs. Ce dernier est le ratio entre la masse molaire de la vapeur de carburant et la masse molaire du mélange de référence. Avec ce facteur de correction, les résultats des calculs sont en bonne concordance avec les résultats expérimentaux trouvés. Par la suite, le modèle DC est employé dans des conditions ambiantes se rapprochant de celles retrouvées dans un moteur diesel. Sur trois des quatre temps moteur étudiés, on peut noter une influence du modèle DC. Les gouttelettes débutent leur évaporation plus rapidement (effet des éléments plus volatils du carburant) et l'évaporation dure plus longtemps (effet des éléments moins volatils du carburant).

Titre traduit

A study on the effects of a multicomponent model applied to fuel drolets in diesel engine conditions

Résumé traduit

The goal of this research is to improve our understanding of the evaporation of fuel droplets in diesel engine simulations. Particularly, the goal of this research is to determine if the multicomponent nature of diesel fuels should be accounted for in diesel engine simulations. A simple model is used to incorporate the multicomponent effect. This model is named the Distillation Curve model or DC model. A few correlations are studied to evaluate the heat and mass transfer with the DC model. A calculation procedure is defined to validate the DC model and to determine which of the correlations that evaluates the heat and masse transfer best fits the experimental results. At first, the results are not in good agreement with the experimental results. A correction factor is proposed to ameliorate the results of the calculation procedures. The factor is the ratio of fuel vapour molar mass to the reference mixture molar mass. With this factor, the calculation results are in good agreement with the experimental results found in the literature. No correlation that evaluates the heat and masse transfer seemed superior to the others. For this reason, the simplest one is retained and was proposed by Ranz & Marshall. The DC model is then used in conditions similar to those found in a diesel engine. To obtain those conditions, a numerical simulation of a diesel engine is realised. Distribution of temperature, pressure, air speed and fuel vapour molar fraction on the droplets path are obtained from the simulation. These conditions are then integrated in the calculation procedures to evaluate if the DC model influences the evaporation rates of a fuel droplet. In three of the four engine time studied, a notable influence of the DC model is observed. The evaporation starts earlier (effect of the highly volatile components) and the evaporation last longer (effect of the less volatile components). This observation let us believe that the integration of the DC model in a numerical simulation of a diesel engine would influence the spatial distribution of temperature but more importantly the spatial distribution of fuel vapour molar fraction. This would in the end influence the results of the volumetric combustion models that are function of the temperature and the fuel vapour molar fraction found in cells of the grid.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie mécanique." "par Landry, Xavier" -- p. de t. Bibliogr. : f. [128]-131.
Mots-clés libres:	Carburant, DC, Diesel, Effet, Evaporation, Gouttelette, Modele, Moteur, Multicomposant
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Seers, Patrice
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt:	11 avr. 2011 14:53
Dernière modification:	30 nov. 2016 22:31
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/584

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