بخشی از مقاله
چکیده
فرآیند پاشش در موتورهای رفت و برگشتی از پیچیدگیهای زیادی برخوردار است که برای بررسی این فرآیند و تأثیر عوامل مختلف بر آن باید از محاسبات و نتایج تجربی و آزمایشگاهی بهره جست. یکی از مهمترین مشکلات در زمینه پیشرفت تزریق مستقیم، پایش شکلگیری مخلوط سوخت و هوا است. گازوئیل یکی از پرمصرفترین سوختهای مایع در بسیاری از دستگاههای احتراقی است و در صور تیکه پارامترهای احتراق آن تحت کنترل نباشد دوده زیادی را تولید میکند .
پارامترهای مؤثر بر احتراق گازوئیل شامل زاویه، الگو، عدد چرخش، سرعت، اندازه، دما و فشار سوخت و همچنین عدد چرخش، زاویه و الگوی پاشش سوخت بوده و امروزه با کمک علم پردازش تصویر میتوان خصوصیات مختلف فواره سوخت موتورهای احتراق داخلی را تعیین نمود. با توجه به موارد ذکر شده هدف از انجام این تحقیق مروری بر مطالعات محققان و پژوهشگران در زمینه کاربرد علم پردازش تصویر در تحلیل پاشش انژکتورها میباشد. نتایج اکثر محققان نشان میدهد که عمق نفوذ محوری فواره با افزایش نسبت فشار و افزایش قطر سوراخ خروجی دماغه افزایش مییابد. زاویه فواره با گذشت از شروع تزریق کاهش مییابد و به مقدار ثابتی در انتهای تزریق میرسد.
-1 مقدمه
تاریخچه موتورهای احتراق داخلی به سال 1876 برمیگردد که اتو اولین موتور اشتعال جرقهای را ابداع کرد در سال 1892 دکتر ردلف دیزل پیشگام کاربر روی موتورهای اشتعال تراکمی شد و ا ز آن سال به بعد استفاده از این نوع موتورها افزایش یافت؛ بهطوریکه امروزه این موتورها سهم مهمی در زمینههای تولید قدرت و نیرومحرکه بر عهده دارند - هیوود . - 1988از ویژگیهای بارز موتورهای دیزل میتوان به تولید توان زیاد، تولید گشتاور زیاد و یکنواخت، قابلیت استفاده از سوختهای سنگین قابلیت کار در شرایط سختکاری، با توجه به ابعاد، جنس و نحوه طراحی اشاره کرد. موتورهای درونسوز همواره بهعنوان یکی از اصلیترین منابع تولید گازهای آلاینده محیطزیست مطرح هستند. با توجه به افزایش شدت محدودیتهای آلایندگی در آینده و کمبود منابع انرژی، سازندگان این موتورها مجبورند تا بهطور پیوسته روشهای آمادهسازی مخلوط احتراقی را بهبود دهند تا آلایندههای موتور و همچنین مصرف سوخت را کاهش دهند - پورفلاح، . - 2008
موتورهای دیزلی همواره، به دلیل راندمان بالاتر نسبت به موتورهای اشتعال جرقهای، در صنعت حملونقل و همچنین تولید توان بهطور گسترده استفاده میشوند - موسوی و همکاران . - 1393گازوئیل یکی از پرمصرفترین سوختهای مایع در بسیاری از دستگاههای احتراقی است و در صورتی که پارامترهای احتراق آن تحت کنترل نباشد دوده زیادی را تولید میکند .پارامترهای مؤثر بر احتراق گازوئیل شامل زاویه، الگو، عدد چرخش، سرعت، اندازه، دما و فشار سوخت و همچنین عدد چرخش، زاویه و الگوی پاشش سوخت و ...میباشند. کنترل سرعت، زاویه پاشش و الگوی پاشش سوخت توسط نازل است.
وظیفه نازل تبدیل گازوئیل به هزاران قطره کوچک جهت افزایش سطح تماس بین سوخت هوا است .در دمای بالا بخار سوخت از قطرات جدا و بعد از اختلاط با هوا محترق میشود .برای اختلاط بیشتر هوا و سوخت نازلهای مختلفی طراحی شدهاند که سوخت را به صورت مخروطی و در زوایا و الگوهای پاشش مختلف به داخل محفظه احتراق وارد میکنند - بشیر نژاد و همکاران . - 1384فرآیند پاشش در موتورهای رفت و برگشتی از پیچیدگیهای زیادی برخوردار است که برای بررسی این فرآیند و تأثیر عوامل مختلف بر آن باید از محاسبات و نتایج تجربی و آزمایشگاهی بهره جست - امی و همکاران، . - 1388 یکی از مهمترین چالشهای توسعهای تزریق مستقیم، پایش شکلگیری مخلوط سوخت و هوا است - ژائو و همکاران . - 2002
سوخت بیودیزل
بیودیزل به عنوان سوخت جایگزین گازوئیل بصورت مخلوط با آن و یا خالص مورد توجه بسیاری قرار دارد. بیودیزل هم اکنون با درصدهای مختلفی با سوختهای دیزل ترکیب میگردد. میزان ترکیب تابعی از شرایط اقتصادی، قوانین زیستمحیطی پذیرفته شده، توانایی و قابلیت مواد به کار برده شده و خصوصیات احتراق است. بیودیزل با نام علمی متیلاستر اسید چرب شبیه آلکانهای زنجیر بلند میباشد که 14-22 کربن دارد - شکل - 1 و همین خاصیت آن را به یک جایگزین مناسب برای سوخت دیزل مبدل ساخته است - هوشیار . - 1390
بیودیزل عملکرد بسیار مشابهای با سوخت دیزل - گازوئیل - معمولی دارد و برخی از تفاوتهای آن شامل بیودیزل سازگار با محیط زیست و همچنین محتوای انرژی بیودیزل %12 کمتر از گازوئیل است. بیودیزل از گازوئیل ایمنتر بوده و دارای نقطه اشتعال بالاتری و عدد ستان بیودیزل بالاتر از گازوئیل بوده و نتیجتا احتراق آرامتری را سبب میشود. بیودیزل گرانروی بیشتری نسبت به گازوئیل دارد و در صورتی که خالص مصرف شود، مشکلاتی را در دماهای پایین و هنگام روشن کردن موتور به همراه دارد. استفاده از بیودیزل انتشار اکثر آلایندهها را کاهش میدهد تنها انتشار اکسیدهای ازت افزایش مییابد. میزان افزایش انتشار اکسیدهای ازت رابطهای خطی با درصد بیودیزل استفاده شده دارد، بصورتی که هنگام استفاده از بیودیزل خالص %100، انتشار اکسیدهای ازت 10 درصد افزایش مییابد. میانگین گشتاور، توان و بازده احتراق بیودیزل 5 درصد پایینتر از گازوئیل میباشد.
در موتورهای دیزلی سیستم سوخترسانی نقش مهمی را ایفا میکند، امروزه به دلیل اهمیت این سیستم با تغییراتی که بر روی پمپ انژکتور، لولههای انژکتور و خود انژکتور انجام میگیرد، بدون تغییر در سایر اجزا موتور میتوان میزان آلایندگی این موتورها را به میزان زیادی کاهش داد. برای بهینه کردن سیستم سوخترسانی در موتورهای دیزلی مطالعات زیادی انجامگرفته است. اصول حاکم بر کارکرد سیستمهای پاشش سوخت متداول کم و بیش یکسان است . در همه این سیستمها ابتدا سوخت توسط یک مرز متحرک - معمولاً پلانجر - فشردهشده و سپس با عبور از یک سوپاپ تحویل، وارد لوله تحتفشار میگردد، با این تفاوت که در پمپهای نوع خطی به ازای هر سیلندر یک پلانجر وجود دارد ولی در پمپهای نوع دورانی بدون توجه به تعداد سیلندرهای موتور،در پمپ انژکتور فقط یک پلانجر وجود دارد و سوخت فشرده شده به طرق مختلف بین نازل انژکتورهای سیلندرها توزیع میشود.
سوخت بعد از طی مسیر لوله تحتفشار وارد محفظه نازل میشود و در اثر نیروی فشار سوزن نازل بازشده و پاشش صورت میگیرد - غفار زاده و همکاران، . - 1387 احتراق سوخت مایع به وسیله پارامترهای شناخته شدهای مثل اتمیزه کردن جت سوخت مایع، تبخیر قطرات، اختلاط سوخت و اکسیدکننده کنترل میشود - لورو و همکاران. - 2001وظایف انژکتور شامل سنجیدن تزریق سوخت، مدیریت سوخت، تعریف منحنی میزان سوخت دهی و آبندی نمودن محفظه احتراق می باشد.
با توجه به متنوع بودن فرآیند احتراق و نیز متفاوت بودن شکل محفظهی احتراق، لازم است که شکل پاشش، نیروی نفوذی پاشش، و اتمیزه شدن سوخت پاشیده شده توسط افشانک انژکتور، با شرایط یاد شده سازگاری داشته باشد. وجود این سازگاری، در زمان تزریق و مقدار سوخت تزریقی به ازای هر درجه چرخش میللنگ نیز ضروری است. طراحی خاص مجموعهی افشانک و انژکتور افشانک امکان بیشترین استفاده از اجزاء استاندارد موجود را فراهم میآورد. بصورتی که انعطاف پذیری مورد نیاز، با اجزاء به کار برده شدهی کمتری بدست میآید - حداد درفشی . - 1381
پردازش تصویر
خواستهی ما در پردازش تصویر انجام یک سری اصلاحات بر روی یک تصویر است، تا برای انسان واضح و کاربردی تر باشد و یا برای استخراج اطلاعات لازم برای راهنمایی یک سیستم خودکار استفاده می شود. برای این کار، می توان دانش در زمینه های
