موضوع :
پایان نامه شکل گیری مواد آلاینده و کنترل آن در موتورهای احتراق داخلی
( فایل word قابل ویرایش )
تعداد صفحات : ۱۲۶
فهرست :
طبیعت و وسعت مسئله – مواد آلاینده
مواد آلاینده : اکسیدهای نیتروژن
مواد آلاینده : سینماتیک شکل گیری NO
شکل گیری
شکل گیری NO در موتورهای اشتعال جرقه ای
شکل گیری درموتورهای اشتعال تراکمی
مونوکسید کربن
انتشار هیدروکربنهای نسوخته
زمینه
بنیادهای اکسیداسیون و خاموش کردن شعله
انتشار HC درموتورهای اشتعال جرقه ای
مکانیسم انتشار هیدروکربن درموتورهای دیزلی
انتشارات ذرات
ذرات موتور اشتعال جرقه ای
مشخصات ذرات دیزل
توزیع ذرات درداخل سیلندر
شکل گیری بنیادی دوده
اکسیداسیون دوده
چگالش وجذب سطحی
رفتارگاز خروجی
خصوصیات فراهم شده
مبدل های کاتالیزور
راکتورهای حرارتی
فیلترهای ذره ای
طبیعت و وسعت مسئله – مواد آلاینده
موتورهای دیزلی واشتعال جرقه ای عامل اصلی آلودگی هوای شهری هستند گازهای اگزوز موتور شامل اکسیدهای نیتروژن ( اکسیدنیتریک NO ومقدار کمی دی اکسید نیتروژن NOمشترکاًبه عنوانNOx منو اکسید کربن (CO) وعضو مرکبی که هیدروکربنهای (HC) سوخته یا غیر سوخته هستند ) مقدار نسبی بستگی به طراحی موتور وحالت به کار افتادن آن دارد اما به صورت زیر نوشته می شوند:
۵۰۰ تا ۱۰۰۰ PPm یا kg / g ۲۰ سوخت : CO منو اکسیدکربن ۱تا۲ درصدیا kg/ g 200 سوخت و HC 3000 PPm (به عنوان کربنC)یاkg/ g 25سوخت گازهای جزبه جز پیستون وتبخیر سوختی وآزاد شدن آن درمیان هوا ازراه هواکش درتانکهای سوختی وکاربراتور بسته شده روی موتورهمچنان منابع هیدروکربنهای غیر سوختی هستند.
بحرحالدراکثرموتورهای پیشرفته این غیر اگزوزیها (گازهای غیر ازاگزوز) منابع مؤثر کنترل بواسطه بازگشت گازهای جزبه جز ازطریق گرداندن موتور به سیستم دریافتی موتور بوسیله هواکش تانک سوختی واندازه گیری سوزن شناور کاربراتور ازطریق کنیستری که بخارات کربن را جذب می کند ومقداری ازهوای ورودی موتور درهنگام کارکرد معمولی موتور سوخته می شود . درموتورهای دیزلی تجمع NOx با موتورهای SI قابل مقایسه است تجمع انتشار هیدروکربن در اگزوز دیزل به عنوان یک عامل مهم غلظت پایین تری به نسبت ۵ درصد نسبت به موتورهای نوع SI دارند .
این هیدروکربنها دراگزوز ممکن است همچنین به مایع تبدیل شوند وبشکل دود سفید در طی استارت موتور که گرم شدند خود رانشان دهند . ترکیبات هیدرکربنهای خالص درگازهای اگزوزمنبع بوی دیزل هستند موتورهای دیزل یک منبع مهم ازانتشارات ویژه هستند . چیزی در حدود ۲ % تا ۵ % ازاین توده سوختی به عنوان گازهای کوچک با قطر تقریبی mµ ۱/۰) که اساساً تشکیل شده از دوده بامقدار اضافی مواد کربنی جذب شده خارج می شوند . موتورهای دیزلی یک منبع مهم منو اکسید کربن نیستند .
ازسوختهای الکی دردیگر موتورها که اساساً موجب افزایش انتشار آلدهید می شود استفاده شده است درحالی که هنوز این موضوع قانونی نشده است اگراین سوختها درکمیت های قابل مقایسه ای درموتورهای گازوئیلی وبنزینی استفاده می شدند آلدهیدها می توانست یک مواد آلاینده مهم باشند امروزه سوختهای مورد استفاده ، گازوئیل وبنزین شامل سولفور، بنزین درمقدار کوچک ( باوزن PPm 600 ≥) سوخت دیزلی درابعاد بزگتر به مقدار(درصد۵/۰ ≥) گوگرد برای تولید دی اکسید سولفور اکسیده (سوختن) می شود .
دی اکسید سولفور به عنوان یک جزء می تواند به تری اکسید سولفور تبدیل شود که اگر با آب ترکیب شودبه یک اسپری اسید سولفوریک مبدل می شود در کل عنصرهای این مواد آلاینده در اگزوزموتورهای احتراق داخلی با مقدار فرضی محاسبه شده درحال تعادل فرق دارد .همچنین مکانیسم های شیمیایی مفصل شکل آلاینده ها وجنبش این فرآیندها محلول کردن درسطوح انتشاراتی مهم هستند .
برای برخی مواد آلاینده مثل منو اکسید کربن ، سوختهای آلی وسوختهای ویژه درواکنشهای ، شکل گیری وتخریبی دقیقاً با فرآیندهاسوختی سوختهای نخستین به صورت دوتا جفت هستند همچنین درک شکل گیری این نوع سوختها نیاز به یک شناخت ازفرمول شیمیایی احتراق دارد برای اکسیدهای نیتروژن واکسیدهای سولفورشکل گیری ونابودی فرآیندقسمتی از فرایند احتراق سوخت نیست هرچند که واکنشهایی که این نوع گاز راتولید می کنند در یک محیط با واکنشهای سوختی افزایش می یابند بنابراین این دو فرآیند هنوز دقیقاً پیوندی هستند خلاصهای ازاین مکانیسم ها که فرم اینمواد آلاینده در داخل موتورهای احتراق داخلی ایجاد می کند دراین فصل به آن اشاره شده است در بخش بعدی جزئیات مکانیسم شکل گیری پایه ای آلودگی وکاربرد این مکانیسم ها برای فرآیند احتراق درهردو موتور اشتعال جرقه ای واشتعال تراکمی به طور کامل آمده است .
فرآیندهایی که باعث شکل گیری آلودگی در سیلندر یک موتور اشتعال جرقه ای رفت وبرگشتی به صورت کیفیتی درشکل گیری ۱ -۱۱ شرح داده شده اند این نمودار چرخشی ، درطی چهار عمل مختلف درسیکل کاری موتورنشان داده شده است : کمپرس ، احتراق ، انبساط وتخلیه اکسید نیتریک (NO ) به فرم هایی از طریق درجه حرارت بالا سوختن گازهای شعله میان واکنشهای شیمیایی متذکر نیتروژن واتمهای اکسیژن ومولکولهاهستندکه توازن شیمیایی به انجام نمی رسد .در سطح بالای دمای سوختن گاز ، سطح بالای میزان شکل گیری ازاسید نیتریک است . همانطور که سوختن گازها درطول مرحله انبساط به طرف سرد شدن می رود واکنش های مورد بحث NO به طرف انجماد می روند و کم شدن غلظت اسید نیتریک NO درافزایش سطوح مطابق توازن درحالتهای اگزوز است منو اکسید کربن درمدت فرایند احتراق شکل گرفته می شود آمده است با غنی شدن مخلوط سوخت هوا اکسیژن کافی برای سوختن کامل همه کربن ها درسوخت وجود ندارد وبه دی اکسید کربن تبدیل می شود همچنین دردمای بالا تولیدات غنی با مخلوط برابر سطح های مهم منو اکسید کربن تفکیک شده تضمین می شوند بعداً در مرحله انبساط فرآیند اکسایش منواکسید کربن همچنان منجمد می شود همانطور که گازها با دمای بالا می سوزند .
تشکیل مواد آلاینده و کنترل آن در موتورهای احتراق داخلی
