شبيه‌سازي، آزمون‌هاي تجربي و ارائه يك مدل براي پيري زودهنگام پس‌پالايشگر سه‌كاره در خودروي بنزيني

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

امروزه خرابي زودهنگام پس‌پالايشگر سه‌كاره به يكي از چالش‌هاي مهم در صنعت خودروسازي و مسائل زيست‌محيطي تبديل شده است. مطابق با تحقيقات اخير، عملكرد اين سامانه در برخي از خودروهاي داخلي، پس از پيمايش حدود 5 تا 10 هزار كيلومتر به‌طور چشمگيري كاهش مي‌يابد. هدف اين پژوهش، بررسي ساز و كارهاي احتمالي اين فرسودگي است. شواهد نشان مي‌دهد كه رشد ذرات فلزات گروه پلاتينيوم از طريق فرآيندهايي همچون رشد استوالد و حركت سطحي، عامل اصلي كاهش عملكرد پس‌پالايشگر است. اين فرآيندها با كاهش تعداد مكان‌هاي فعال سطحي، موجب افت عملكرد تبديلي سامانه مي‌شوند. در اين مطالعه، يك پس‌پالايشگر نو و يك نمونه مستهلك‌شده از طريق پيمايش خودرو تهيه شد. براي آماده‌سازي نمونه‌ها جهت بررسي با ميكروسكوپ الكتروني عبوري، هر دو پس‌پالايشگر به پودر تبديل و آسياب شدند و سپس به‌منظور بهبود كيفيت تصويربرداري، تحت فرآيند احيا قرار گرفتند. به كمك ميكروسكوپ الكتروني عبوري، ساختار نانويي هر دو نمونه بررسي و ميانگين قطر ذرات فلزات گروه پلاتينيوم تعيين شد. همچنين درصد وزني فلزات گران‌بها در هر دو نمونه با استفاده از آزمون فلورسانس پرتو ايكس اندازه‌گيري گرديد و نتايج نشان داد كه مقدار اين فلزات در هر دو نمونه تقريباً يكسان است. بنابراين افزايش قطر ذرات فلزي را مي‌توان عامل اصلي فرسودگي عملكرد دانست. سپس به‌منظور ارزيابي دقيق عملكرد سامانه كاهش آلاينده‌هاي خروجي، يك آزمون خودرويي انجام شد كه در اين آزمون، مقادير واقعي آلايندگي گازهاي خروجي تهيه شد. در ادامه، فرآيندهاي سينتيكي مؤثر در رشد ذرات و فرسودگي سامانه شناسايي و با استفاده از نرم‌افزار جي‌تي-سوييت مدل‌سازي شد. صحت مدل با مقايسه داده‌هاي تجربي و نتايج شبيه‌سازي ارزيابي گرديد. در نهايت، روابط تجربي براي هر آلاينده به‌طور مجزا تعريف شد كه در آن ميزان آلاينده در پس‌پالايشگر پيرشده، بر حسب ميزان همان آلاينده در پس‌پالايشگر نو و نسبت قطر پس‌پالايشگر فرسوده به نو به‌دست مي‌آيد. شايان ذكر است كه فلزات مورد بررسي شامل پلاتين، پالاديوم و روديوم هستند.

235559

تبديل انرژي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان