4. Results and discussions
As mentioned before, two cases shown in Fig. 2 are modeled numerically in different load and speeds, furthermore four different geometries are considered for case 2 to sow the effect of fin number and sizes. As an approximation, the properties of air can be used for diesel exhaust gas calculations which the error associated with neglecting the combustion products is usually no more than about 2% [16] and [17]. Due to high temperature in exhaust, temperature dependent properties are considered for exhaust gases which Fig. 3 shows those variations. For each property, a fourth order polynomial is plotted which its equation and coefficients are shown in Table 1. Solid phases which contain tubes and fins are considered to be carbon steel which its thermal properties and cold fluid properties are shown in Table 2. First, to model the case 1 with water coolant, three mesh numbers are constructed to show the mesh independency. Table 3 shows these mesh number values while volume 1 represent to gases pass, volume 2 is solid phase (walls or fins) and volume 3 is for coolant area. As seen in Fig. 4 which is plotted for temperature of central line and velocity of exhaust outlet for T=60 N.m and 1600 rpm, solution is approximately independent to mesh numbers. To find the best viscous model among those of described in the previous section, problem is solved in the condition of different engine loads when engine speed is 1600 rpm. Outcomes for exhaust and water outlet temperatures are depicted in Fig. 5 which confirms that RNG k–ε and SST k–ω has an acceptable accuracy compared to experimental outcomes. These figure confirm that RSM is not a suitable viscous model for these kind of the problems and although SST k–ω values is more close to experimental values, but its convergence is more difficult compared to RNG k–ε during the solution process. Contours of the Fig. 6 shows the temperatures in three engine loads in 1600 rpm. It is obvious that by increasing the engine torque, water outlet temperature increased due to higher exhaust temperature. In the zoomed areas of these contours, temperature distributions in the solid phase (pipe walls) and water are completely evident which is due to convection and conduction modeling. Maybe, one of the reasons of difference between outlet temperatures of experimental and numerical modeling is the location of thermocouples in the experiment. Because thermocouples measure just temperature of the one point, but in the numerical the average temperature is calculated while in each face, a maximum and minimum temperature occurs and thermocouples can sense each of them. Table 4 shows this matter and by choosing the nearest value point to experiment Fig. 7 is plotted which better results with experiments are observed. Fig. 8 demonstrates the heat recovered amount in different engine load and speeds which its maximum is approximately 1400 W and occurs in 100 N m and 2000 rpm.
4. ผลและการอภิปราย
ดังกล่าวก่อนที่สองกรณีที่แสดงในรูป 2 เป็นรูปแบบตัวเลขที่แตกต่างกันในการโหลดและความเร็วนอกจากรูปทรงที่แตกต่างกันสี่ได้รับการพิจารณาสำหรับกรณีที่ 2 จะหว่านผลของจำนวนครีบและขนาด ในฐานะที่เป็นประมาณคุณสมบัติของอากาศที่สามารถนำมาใช้สำหรับการคำนวณก๊าซไอเสียดีเซลซึ่งข้อผิดพลาดที่เกี่ยวข้องกับการละเลยผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้มักจะไม่เกิน 2% [16] และ [17] เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงในไอเสียคุณสมบัติขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่ได้รับการพิจารณาสำหรับก๊าซไอเสียที่รูป 3 แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้น สำหรับคุณสมบัติของแต่ละพหุนามคำสั่งที่สี่คือพล็อตที่สมและค่าสัมประสิทธิ์ที่จะแสดงในตารางที่ 1 ขั้นตอนที่เป็นของแข็งที่มีท่อและครีบจะถือว่าเป็นเหล็กกล้าคาร์บอนซึ่งสมบัติทางความร้อนและคุณสมบัติของน้ำเย็นจะแสดงในตารางที่ 2 ครั้งแรก แบบกรณีที่ 1 มีน้ำหล่อเย็นน้ำสามตัวเลขตาข่ายมีการสร้างขึ้นมาเพื่อแสดงให้เห็นความเป็นอิสระตาข่าย ตารางที่ 3 แสดงค่าจำนวนตาข่ายเหล่านี้ขณะที่ปริมาณ 1 เป็นตัวแทนของก๊าซผ่านปริมาณ 2 เป็นของแข็ง (ผนังหรือครีบ) และปริมาณ 3 พื้นที่น้ำหล่อเย็น เท่าที่เห็นในรูป 4 ซึ่งมีการวางแผนสำหรับอุณหภูมิของสายกลางและความเร็วของร้านไอเสีย T = 60 นิวตันเมตรและ 1,600 รอบต่อนาที, การแก้ปัญหาจะอยู่ที่ประมาณอิสระหมายเลขตาข่าย เพื่อหารูปแบบที่มีความหนืดที่ดีที่สุดในบรรดาของที่อธิบายไว้ในส่วนก่อนหน้านี้ได้รับการแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นในสภาพของเครื่องยนต์ที่แตกต่างกันโหลดเมื่อความเร็วรอบเครื่องยนต์ 1,600 รอบต่อนาทีเป็น สำหรับผลไอเสียและอุณหภูมิที่ร้านน้ำเป็นภาพในรูป 5 ซึ่งยืนยันว่า RNG k-εและ SST-k ωมีความถูกต้องเป็นที่ยอมรับเมื่อเทียบกับผลการทดลอง ตัวเลขเหล่านี้ยืนยันว่า RSM ไม่ได้เป็นรูปแบบที่มีความหนืดที่เหมาะสมสำหรับชนิดของปัญหาเหล่านี้และถึงแม้ว่า SST ค่า k-ωมากขึ้นใกล้เคียงกับมูลค่าการทดลอง แต่บรรจบกันที่เป็นเรื่องยากมากขึ้นเมื่อเทียบกับ RNG k-εในระหว่างขั้นตอนการแก้ปัญหา รูปทรงของรูป 6 แสดงอุณหภูมิในสามโหลดเครื่องยนต์ 1,600 รอบต่อนาทีใน เป็นที่ชัดเจนว่าโดยการเพิ่มแรงบิดเครื่องยนต์อุณหภูมิร้านน้ำเพิ่มขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิไอเสียที่สูงขึ้น ในพื้นที่ของรูปทรงเหล่านี้ขยายการกระจายอุณหภูมิในเฟสของแข็ง (ผนังท่อ) และน้ำที่เห็นได้ชัดอย่างสมบูรณ์ซึ่งเกิดจากการพาความร้อนและการสร้างแบบจำลองการนำ อาจจะเป็นหนึ่งในเหตุผลของความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิทางออกของการสร้างแบบจำลองการทดลองและตัวเลขเป็นที่ตั้งของเทอร์โมในการทดลอง เพราะเทอร์โมวัดอุณหภูมิเพียงจุดหนึ่ง แต่ในตัวเลขอุณหภูมิเฉลี่ยมีการคำนวณในขณะที่ใบหน้าของแต่ละสูงสุดและอุณหภูมิต่ำสุดที่เกิดขึ้นและเทอร์โมสามารถรู้สึกแต่ละของพวกเขา ตารางที่ 4 แสดงให้เห็นถึงเรื่องนี้และโดยการเลือกจุดมูลค่าที่ใกล้ที่สุดในการทดสอบรูป 7 พล็อตซึ่งผลลัพธ์ที่ดีกว่ากับการทดสอบจะสังเกตเห็น มะเดื่อ 8 แสดงให้เห็นถึงความร้อนจำนวนเงินที่กู้คืนได้ในการโหลดของเครื่องยนต์ที่แตกต่างกันและความเร็วที่สูงสุดจะอยู่ที่ประมาณ 1,400 วัตต์และเกิดขึ้นใน 100 N เมตรและ 2,000 รอบต่อนาที
การแปล กรุณารอสักครู่..
