بررسي تجربي و مدل سازي آماري توليد و عملكرد سوخت هاي امولسيوني گازوئيل/آب

كارشناسي ارشد

سوخت امولسيوني آبي يك سوخت جايگزين به شمار مي¬رود كه مي¬تواند منجر به بهبود بازدهي احتراق در يك موتور ديزل و كاهش انتشار گازهاي مضر به خصوص نيتروژن اكسيد و ذرات معلق ¬شود. از مهم-ترين چالش¬هاي مطرح در اين زمينه مي¬توان به روش تهيه امولسيون، انتخاب امولسيفاير مناسب، ميزان آب قابل افزودن به سوخت و پايداري امولسيون اشاره كرد كه بر روي ويژگي¬هاي سوخت نهايي نظير ميزان آلايندگي و عملكرد موتوري آن مؤثر هستند. هدف از اين مطالعه بررسي اثر پارامترهاي مؤثر نظير درصد آب، درصد سورفكتانت و مقياس آب¬دوستي- آب¬گريزي بر روي پايداري سوخت امولسيوني آبي، پارامترهاي عملكرد موتور (گشتاور، قدرت ترمزي، مصرف سوخت ويژه ترمز و بازدهي حرارتي) و توليد گازهاي مضر حاصل از آن (كربن مونواكسيد، كربن دي¬اكسيد، هيدروكربن نسوخته و نيتروژن اكسيد) مي¬باشد. هدف ديگر اين پروژه بهينه¬سازي نتايج به دست آمده حاصل از عملكرد موتور و توليد گازهاي مضر مي¬باشد. در اين تحقيق براي توليد امولسيون، مخلوطي از گازوئيل، سورفكتانت و آب مورد استفاده قرار گرفت. در ابتدا با استفاده از روش سطح پاسخ، رفتار سه پارامتر تأثيرگذار (درصد آب، درصد سورفكتانت و مقياس آب¬دوستي- آب¬گريزي)، به صورت اثرات متقابل، با به تصوير كشيدن نمودارهاي سه بعدي مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته است. سپس عملكرد سوخت امولسيوني و سوخت ديزل در شرايط حداكثر بار و 1800 دور بر دقيقه در راستاي بهينه كردن سه پارامتر تأثيرگذار بر اين فرآيند با هم مقايسه شد. شرايط بهينه پيشنهادي از روش سطح پاسخ، درصد آب برابر 5%، درصد سورفكتانت برابر 2% و مقياس آب¬دوستي- آب¬گريزي برابر 8/6 به دست آمد. پارامترهاي عملكرد موتور سوخت امولسيوني بهينه با سوخت گازوئيل مورد مقايسه قرار گرفتند كه كاهش گشتاور (%74/8-) و توان ترمزي (%88/8-) و افزايش مصرف سوخت ويژه ترمز (%81/6+) و بازدهي حرارتي (%93/4+) مشاهده شد. هم¬چنين مقايسه بين آلايندگي سوخت امولسيوني بهينه و سوخت گازوئيل صورت گرفت كه كاهش توليد نيتروژن اكسيد (%25/22-) و هيدروكربن نسوخته (%75/8-) و افزايش توليد كربن مونواكسيد (%53/11+) و كربن دي¬اكسيد (%36/4+) مشاهده شد. در نهايت پس از دستيابي به مقادير بهينه پارامترهاي ذكر شده، نتايج حاصل از آزمايش¬هاي تكميلي به منظور ارزيابي ديگر پارامترهاي مؤثر بر اين فرآيند نظير دور موتور و بار موتور در شرايط بهينه، سوخت امولسيوني آبي را با سوخت پايه (گازوئيل) مورد مقايسه قرار داده و به صورت آزمون¬هاي تك عاملي مورد بررسي و تجزيه و تحليل قرار گرفت. واژه‌هاي كليدي: سوخت امولسيوني آبي، عملكرد موتور، توليد گازهاي مضر، روش سطح پاسخ.

191267

دانشگاه علم و صنعت ايران

مدل سازي، شبيه سازي و كنترل

دكتر محمد امين ثباتي