بخشی از مقاله
چکیده
کارهای تجربی که بر روی یک موتور دیزل یورو 5 که متناوبا با دیزل کم گوگرد و با دو ترکیب ULSD و دو اسید چرب متیل استر مختلف از هر دو متیل استر مختلف کلزا و متیل استر جاتروفا برای ارزیابی کردن تاثیر ترکیب سوخت های مختلف بر روی تعداد ذرات گازهای گلخانه ای سوختگیری شده بود مورد آزمایش قرار گرفت. تولید ذرات معلق برای هر سوخت که از نظر تعداد و توزیع اندازه توده با استفاده از سیستم دو مرحله رقیق ساز همراه با یک اسکنر سایز ذرات محرک مشخص شده بود، مورد بحث قرار گرفت.
اندازه گیری در سه نقطه نمونه برداری در طول سیستم اگزوز انجام شد: در موتور-پایین دست کاتالیزور اکسیداسیون دیزل و پایین دست فیلتر ذرات دیزل. بنابراین ارزیابی هر دو اثرات بازده احتراق وAfter treatment در هر یک از سوخت های تست شده ممکن بود و هیچ اختلاف قابل توجهی از نظر تعداد ذرات در خارج موتور در میان تست های مختلف تحت شرایط عملیاتی مشاهده نشد. در حالیکه کاهش متوسط میتواند در توزیع اندازه جرم ذرات با سوخت های زیستی مشاهده شود. در نهایت اثرات آن بر انتشار PM، به علت تغییر از نقطه کار موتور در نقشه کالیبراسیون، ناشی از ویژگی های مختلف سوخت نشان داده شد که بسیار مهم است و بطور قابل توجهی بزرگتر از اثرات ویژگی های احتراق مخلوط سوختهای زیستی مختلف بود. در نتیجه لزوم کالیبراسیون خاص موتور به منظور جلوگیری از به خطر افتادن مزایای انتشار از سوخت های زیستی مشخص شد.
مقدمه
تعداد و توزیع اندازه ذرات از موتور دیزل تحت تاثیر مشخصات سوختی نیز میباشد - Jung 2006, Tan P., Hu, Z., Lou, D., .and Li, B 2009/02 - در سالهای اخیر مطالعات بسمت درک این موضوع رفته است که چگونه سوخت شناسی بر توزیع اندازه ذرات تاثیر میگذارد و باعث افزایش استفاده از سوخت های زیستی میشود. هدف از این پژوهش توصیف اثرات در بیودیزل های مختلف از منابع روغن کلزا و روغن جاتروفا و ترکیب با گوگرد دیزل در تولید ذرات معلق در تعداد و جرم در نقاط مختلف، در طول نمونه برداری از سیستم اگزوز خودرو های مدرن متداول یورو5 موتور دیزل، در شرایط عملیاتی مختلف، از جمله مرحله گرم کردن است.
محققی در تحقیق خود در مورد رفتار ذرات موتور دیزل با سوخت بیودیزل به بررسی موارد زیر پرداخت و منجر به یافته های مقابل شد: سوخت زیستی، سوخت جایگزین و تجدید پذیری است که از گیاهان و چربی های حیوانی یا روغن پخت و پز، از طریق یک فرآیند تبادل استری برای تولید یک استیر زنجیره ای کوتاه ساخته شده است. سوخت های بیودیزل در سراسر جهان در موتور های دیزلی مورد مطالعه قرار گرفته و آنها به سازگاری ترکیب بیودیزل با سوخت دیزل برای عملکرد خوب در موتور های مدرن پی بردند. همچنین در سراسر دنیا استفاده از سوخت های زیستی به منظور کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و اثرات زیست محیطی از حمل و نقل و افزایش امنیت، افزایش پیدا کرده است - - D. 2012
در تحقیقی در مورد تجزیه و تحلیل جریان و انتقال حرارت در یک فیلتر ذرات دیزل به بررسی موارد زیر پرداخته شد و منجر به یافته های مقابل شد: تجزیه و تحلیل از یک مدل منحصر شده ی فیلتر ذرات دیزل، بینش در طراحی و شرایط عملیاتی آن را فراهم میکند. بیانی تحلیلی برای پیش بینی سرعت فیلتراسیون، افت فشار، زمان گرم شدن فیلتر و سرعت. سرعت فیلتراسیون یکنواخت تر با افت فشار کمتر یا کاهش سرعت ورودی یا افزایش قطر کانال هیدرولیکی یا بوسیله افزایش نسبت ابعاد D/L تحت فیلتر ذرات دیزل حجم ثابت و سرعت جریان یکنواخت بدست می آید. ویژگی های انتقال حرارت فیلتر ذرات دیزل وابسته به نسبت ظرفیت حرارتی و تعداد پکلت حرارتی موثر - - Peh-e و همچنین پارامتر های هیدرولیکی است.
سرعت جبهه دما میتواند بوسیله ی کاهش ضخامت بستر فیلتر ذرات دیزل و ظرفیت حرارتی حجمی افزایش یابد. ارزش بالای - Peh-e - باعث کاهش زمان جبهه حرارتی بالای فیلتر ذرات دیزل و تقویت جبهه دمایی میشود. هنگامیکه - Peh-e - کوچکتر از 8 است درجه حرارت جبهه، تمام طول فیلتر ذرات دیزل را پوشش میدهد و هنگامیکه بزرگتر از 12 است فرم تقویت شده فقط %25 از طول فیلتر ذرات دیزل را پوشش میدهد و تعداد پکلت حرارتی موثر به حداکثر مقدار در سرعت ورودی و قطر کانال هیدرولیکی رسیده است. افزایش نسبت ابعاد D/L تحت فیلتر ذرات دیزل حجم ثابت و نرخ جریان ثابت میتواند به رسیدن به هدفی مهم در طراحی کمک کند:
افت فشار کم - Balakotaiah .2013 - در تحقیقی در مورد اثر بیودیزل، بار موتور و فیلتر ذرات دیزل در توزیع تعداد اندازه ذرات غیر فرار در اگزوز موتور دیزل سنگین کار نتایج مقابل حاصل شد: اگزوز موتور دیزل شامل تعداد زیادی از ذرات Submicrometer است که باعث کاهش کیفیت هوا و ضرر رساندن به سلامت انسان میشود. این مطالعه به بررسی ویژگی های تعداد انتشار از - 1000nm-10nm - ذرات غیر فرار در موتور های دیزل سنگین کار میپردازد که توسط ترکیب مختلف بیودیزل از ضایعات روغن پخت و پز - B2 - B10 - B20 - ، بار های موتور - - 0% - 25% - 50% - 75% و یک کاتالیزور اکسیداسیون دیزل به علاوه ی فیلتر ذرات دیزل عملیاتی شده است.
DOC+DPF در شرایط پایدار و غلظت تعداد ذرات کل - NTOT - برای یک بارگذاری، کاهش کمی دارد در حالیکه حالت قطر، تغییرات ناچیزی در قبال افزایش مخلوط بیودیزل نشان میدهد. برای هر دو NTOT و حالت قطر با افزایش بار بالاتر از %25، افزایش می یابند. NTOT در دور آرام، بالاترین مقدار است و توزیع اندازه آنها به شدت تحت تاثیر تراکم و مواد نیمه فرار هسته است. هسته غیر فرار در قطر کمتر از 16 nm فقط درحالت آماده بکار مشاهده میشود. DOC+DPF نشان دهنده در طول آزمایش تمام پارامتر های کنترل موتور توسط کامپیوتر که بطور مستقیم به ECU موتور متصل شده بود کنترل میشد. تست موتور به یک حلقه بسته مجهز شد و کنترل احتراق MFB 50 قادر به حفظ زاویه میل لنگ در موقعیت مطلوب خود مطابق ی راندمان فیلتراسیون قابل توجه برای هر دو هسته و ذرات دوده صرفنظر از ترکیب بیودیزل و بار موتور تحت مطالعه است - L.
مواد و روش ها
تعداد و توزیع اندازه ذرات از موتور دیزل تحت تاثیر مشخصات سوختی میباشد . - Jung 2006 , Tan P., Hu, Z., Lou, D., and Li, B 2009/02 - قوانین آینده به معرفی محدودیت های اجباری در انتشارCO2 میپردازد که باعث افزایش استفاده از سوخت های زیستی میشود . - 2009, Commission 2010 - علاوه بر این نسل جدیدی از بیودیزل توسط کشور های آسیایی بررسی شده است این بیودیزل که منبع آن روغن دانه های غیر خوراکی است بعنوان مثال گیاه وحشی جاتروفا به نام Curcas که میتواند در مناطق خشک و زمین های بایر رشد کند و یک راه حل مناسب برای تولید بیودیزل پایدار است که اجازه پوشش سبز به زمین های بایر میدهد .
- Mallhorta 2004 - با وجود علاقه رو به رشد در بیودیزل ویژگی های انتشار است که توسط تعداد زیادی از محققان تحقیق و در مقالات گزارش شده است و تعداد محدودی بر روی نسل گذشته موتور خودرو های یورو 5 انجام شده است - Kirchner U. .2010, Li 2008, Mayer 2005, Sinha 2010 - در حالیکه آثار منتشر شده در انواع موتور های مختلف متمرکز است بعنوان مثال: موتور های سنگین کار -تنفس طبیعی و موتور تک سیلندر و یا متمرکز بر کاهش PN با توجه به استفاده از بیودیزل از جمله در روش مبتنی بر این پژوهش مبتنی بر رویکرد توصیفیBتحلیلی است. گردآوری اطلاعات از طریق مطالعات کتابخانه ای، مقالات و کتاب های مربوط به موضوع صورت گرفته است. برای ارزیابی، آزمایش هایی در آزمایشگاه ICE پیشرفته در پلی تکنیک Ditorino بر روی موتور دیزل خودرو انجام گرفت و ویژگی های اصلی آن در جدول 1 ذکر شده است.
