سوختهای جایگزین در موتور دیزل

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی
رشته تحصیلی:مهندسی مکانیک
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:111
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

چکیده

چکیده: ۱

اگرچه کاهش بسیار قابل ملاحظه‌ای در میزان سولفور سوخت دیزل محقق گردید، اما گره خوردن کاهش گوگرد با کاهش میزان ترکیبات آروماتیک سوخت دیزل، افزایش مراحل پیچیده شیرین‌سازی گازوئیل و نیز بالا رفتن قیمت تمام شده آن، استفاده از سوختهای جایگزین را مطرح می‌کند.

راه حل سازگاری با استانداردهای جدید آلایندگی، استفاده از منابع جدید سوخت دیزل است. به بیان دیگر با روی آوردن به منابع دیگر سوخت دیزل، مثل سوختهای با منبع طبیعی تجدیدپذیر، می‌توان استانداردهای جدید آلایندگی را ارضا نمود، در عین حال می‌توان میزان وابستگی به منابع فسیلی را کاهش داد و سوخت ارزانتری را فراهم آورد.

فصل۱ – مقدمه ۲

سیکل تولید توان تراکمی (دیزل) راندمان حرارتی بالا و میزان تولید دی‌اکسیدکربن پایینی دارد، اما همیشه با مسئله تولید اکسیدهای نیتروژن، دوده و ذرات معلق مواجه بوده است.

سوخت دیزل که به اختصار آنرا گازوئیل می‌نامیم، از منابع فسیلی بدست می‌آید و همواره دارای مقادیری آب و گوگرد (به صورت سولفور) بوده است. سولفور موجود در سوخت دیزل در فرایندهای پس از احتراق شرکت کرده و تولید اکسید گوگرد می‌نماید. اکسید گوگرد در ترکیب با آب، تشکیل اسید سولفوریک می‌دهد و خوردگیهایی را در مسیر خود، در بدنه سیلندر، درگاه خروجی و اگزوز ایجاد می‌نماید. علاوه‌براین اکسید گوگرد خارج شده از اگزوز، در آب باران حل می‌شود، اسید سولفوریک تولید میکند و یکی از منابع اصلی ریزش بارانهای اسیدی را تشکیل می‌دهد.

براساس تحقیقات انجام شده، مقدار ذرات معلق و دوده تولید شده در موتورهای دیزل رابطه مستقیمی با میزان سولفور و آروماتیکهای موجود در سوخت مصرفی دارد. بطوریکه هرچه میزان سولفور و آروماتیکها در سوخت دیزل بیشتر باشد، میزات دوده و ذرات معلق تولید شده در موتور دیزل بیشتر خواهد بود[۱,۲].

از آنجاییکه موتورهای دیزلی که امروزه تولید می‌شوند، از نظر میزان مصرف، آلایندگی، توان و گشتاور برتری غیر قابل انکاری نسبت به موتورهای سیکل اتو (احتراق جرقه‌ای) یافته‌اند، ۴۵ درصد اتومبیلهای تولیدی امروز در اروپا و امریکا با موتورهای دیزل ارائه می‌شوند. به همین دلیل دستیابی به سوخت دیزل کم سولفور از سال ۱۹۹۲ در دستور کار وزارت انرژی ایالات متحده و اتحادیه اروپا قرار گرفته است.

میزان سولفور موجود در سوخت دیزل، بستگی زیادی به منبع فسیلی تولید آن دارد. تا قبل از سال ۲۰۰۱ سوخت دیزلی که حاوی کمتر از ۵۰۰ واحد در میلیون گوگرد (<500ppm) بود، سوخت کم سولفور خوانده می‌شد. از ابتدای سال ۲۰۰۱، سازمان حفاظت از محیط زیست ایالات متحده قوانین جدیدی را برای کاهش میزان گوگرد سوخت دیزل و براساس استاندارد ASTM D975 وضع کرد که طبق آن میزان گوگرد سوخت دیزل تا سال ۲۰۰۵ باید به زیر ۵۰ واحد در میلیون کاهش میافت، تا براساس آن تولید کنندگان موتور و خودرو بتوانند میزان تولید آلاینده های خود را با قوانین جدید تطابق دهند.

با تحقق این قانون در سال ۲۰۰۵، میزان گوگرد سوخت دیزل در سال ۲۰۰۶ به ۱۰- ۲۰ واحد در میلیون در کشور انگلستان و به ۱ واحد در میلیون در کشور سوئد و به ۱۵ واحد در میلیون در ایالات متحده کاهش یافت. پیش‌بینی می‌شود که افزایش قیمت ناشی از اعمال این قوانین ۲ تا ۴ سنت در هر گالن سوخت دیزل خواهد بود که ناشی از سولفور زدایی، افزودنیهای روانکار و حمل و نقل می‌باشد.

قوانین فوق هر ساله مورد بازنگری قرار می‌گیرد، بطوریکه میزان سولفور موجود در سوخت دیزل براساس قوانین CARB باید به ۱۵ واحد در میلیون در ایالات متحده و براساس استاندارد EURO به ۱۰ واحد در میلیون در اروپا در سال ۲۰۱۰  برسد. شکل ۱ میزان سولفور مجاز را در برخی کشورها تا سال ۲۰۱۰ نشان می‌دهد. نمونه ای از قانون تولید آلاینده ها در اروپا در ضمیمه ۳ آمده است.

مقدار آروماتیکهای سوخت دیزل در سال ۲۰۰۷، ۳۵ درصد حجمی بوده است که طبق قوانین مقدار مجاز آن باید به ۱۰ درصد حجمی در آمریکا در سال ۲۰۱۰ و ۱۵ درصد حجمی در استاندارد آلایندگی اروپا EURO V  برسد.

محدودیت تولید آلایندگی برای موتور دیزل در امریکا براساس CARB(California Air Resource Board)  ، تولید حداکثر ۰٫۰۵mg/mi اکسید نیتروژن در ۵۰۰۰۰ مایل اول و ۰٫۰۷mg/mi در ۱۲۰۰۰۰ مایل بعدی و نیز تولید حداکثر ۰٫۰۱mg/mi ذرات معلق در ۱۲۰۰۰۰ مایل در سال ۲۰۰۴ است. معادل همین قانون در اروپا با کد Euro IV به این شرح است: تولید حداکثر ۰٫۴mg/mi، معادل ۳٫۵gr/Kwh اکسید نیتروژن و ۰٫۰۴mg/mi، معادل ۰٫۰۲gr/Kwh ذرات معلق. قانون بعدی آلایندگی اروپا ERUO V ، مقادیر بالا را در تولید ۲gr/Kwh اکسید نیتروژن و  ۰٫۰۲gr/Kwhذرات معلق محدود می‌کند. [۲۸]

فصل۲ – روغنهای گیاهی و چربیهای حیوانی ۴

استفاده مستقیم از روغنهای گیاهی یا استفاده از مخلوط روغن گیاهی با سوخت دیزل، رویای مقرون به صرفه‌ایست که در مقیاس کوچک و در مصرف کوتاه مدت به تحقق رسیده است. مزیت این روش اینست که روغن گیاهی تجدیدپذیر می‌باشد، ارزش حرارتی بالایی دارد و بدون هیچ فرایندی مورد استفاده قرار می‌گیرد. استفاده مستقیم از روغنهای گیاهی در موتور دیزل معایبی نیز دارد، از جمله احتراق ناقص، شک در نازل، تهنشین شدن کربن در موتور و مخزن، رقیق سازی روغن روانکار، چسبنده سازی رینگها و نقص در روانکاری.

یکی از سوختهایی که دکتر رادولف دیزل برای استفاده در موتور خود بکار برد، روغن گیاهی بود. اولین تجربه استفاده از روغن گیاهی با شکست مواجه شد ولی موتور دیزل رادولف دیزل در سال ۱۹۰۰ در نمایشگاه پاریس با روغن بادام زمینی خالص کار کرد.

فرایند تولید روغنهای گیاهی و چربیهای حیوانی ۴
خواص جریان سرد ۶
مزایای اختلاط روغنها و چربیها با سوخت دیزل ۷
عملکرد موتور و آلایندگی ۷
مزایای روغنهای گیاهی به سوخت دیزل ۸
معایب روغنهای گیاهی به سوخت دیزل ۹

فصل۳- بیو دیزل Bio-Diesel 12

فرایند تولید بیودیزل ۱۲
تفاوتهای بیودیزل و گازوئیل ۱۴
مزایای استفاده از بیودیزل نسبت به سوخت دیزل ۲۰
موانع بکارگیری ۲۹
نتیجه گیری ۳۰

فصل۴ – الکل ۳۱

فرایند تولید اتانول ۳۱
استفاده از اتانول در موتورهای احتراق جرقه‌ای ۳۱
استفاده از اتانول در موتورهای احتراق تراکمی ۳۳
تفاوتهای اتانول با سوخت دیزل ۳۴
مزایای اختلاط اتانول با سوخت دیزل ۳۹
معایب افزودن اتانول به سوخت دیزل ۴۳
فشار بخار بالا و پدیده تشکیل حباب ۴۴
تغییرات لازم در موتور دیزل برای بکارگیری E-Diesel 45
موانع تکنولوژیک ۴۶

فصل۵ – گاز ۴۷

۱٫ گاز طبیعی فشرده شده[۲۹] ۴۷
مزایای استفاده از گاز طبیعی فشرده شده ۴۷
۲٫ گاز طبیعی مایع شده[۲۹] ۴۹
اجزاء سیستم خودروهای با سوخت LNG: 50
انتشار گازهای آلاینده: ۵۵

فصل۶ – سوخت دیزل کم سولفور ULSD 56

مزایای استفاده از ULSD نسبت به سوخت دیزل ۶۰

فصل۷- اترها ۶۳

تفاوتهای بیودیزل و گازوئیل: ۶۴
مزایای استفاده از بیودیزل نسبت به سوخت دیزل ۶۷
۷٫۲٫ دی اتیل اتر (Diethyl Ether) 73

فصل۸ – گاز به روش مصنوعی مایع شده FT (Fischer Tropsch) 76

فصل۹- هیدروژن ۸۹

فرایند تولید هیدروژن [۲۹] ۸۹
تفاوتهای هیدروژن و گازوئیل ۹۰
مزایای استفاده از هیدروژن نسبت به سوخت دیزل ۹۴
تغییرات لازم در موتور دیزل برای سازگاری با سوخت بیودیزل ۱۰۰
موانع بکارگیری ۱۰۰
نتیجه گیری ۱۰۰

هیدروژن سوخت مناسب بدون آلودگی است. لیکن با تکنولوژی موجود، کارکرد و ذخیره‌سازی آن مشکل و گران است. ابداع روشهای تولید هیدروژن مایع با روشهای اقتصادی مقرون به صرفه، در آینده امکانپذیر خواهد بود.

منابع ۱۰۱

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت