عنوان پایان‌نامه
بررسی زیست محیطی وتحلیل اگزرژی موتورهای اشتعال تراکمی بابار همگن
- رشته تحصیلی
- مهندسی سیستم های انرژی - انرژی و میط زیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس البرز شماره ثبت: 761;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 71271
- تاریخ دفاع
- ۱۵ مهر ۱۳۹۴
- دانشجو
- هادی دشتکی حصاری
- استاد راهنما
- علیرضا نورپور
- چکیده
- اهمیت گاز طبیعی به‌عنوان در دسترس‌ترین سوخت برای جایگزینی با سوخت‌های مایع مرسوم در بخش حمل و نقل و تولید توان، خصوصا در کشور ما، باعث شده یکی از مورد توجه‌ترین سوخت‌ها در موتورهای احتراق داخلی باشد. از طرفی، استانداردهای سخت‌گیرانه در کاهش آلاینده‌ها و نیاز جامعه به کاهش در مصرف سوخت مفاهیم جدیدی مانند موتورهای احتراق تراکمی با بار همگن را به‌عنوان یکی از گزینه‌های جایگزینی با سیکل‌های متعارف مطرح نموده است. از این رو، با توجه به رشد فزاینده بحران آلودگی هوا و نقش موتورهای احتراق داخلی بر آن و از طرفی بازده پایین احتراق سوخت‌های گازی، این پایان‌نامه به بررسی اثر غنی‌سازی گاز طبیعی با هیدروژن بر عملکرد، آلایندگی و بازدهی قانون دوم (قابلیت کاردهی) این موتورها پرداخته است. در این پایان‌نامه از مدل محاسباتی سه‌بعدی که با داده‌های آزمایشگاهی صحه‌گذاری شده است برای بررسی اثرات پارامترهای مختلف به‌وسیله یک زنجیره شیمیایی استفاده گردیده است. سوخت اصلی مورد استفاده در این تحقیق متان خالص است که در دو نوع بدون هیدروژن و غنی‌سازی 20 درصدی با هیدروژن شبیه‌سازی شده است. تغییر در دمای آغاز سیکل و نسبت هم‌ارزی هوا/سوخت نیز از دیگر پارامترها هستند. در نتیجه شبیه‌سازی پروفیل فشار درون محفظه به‌عنوان مهم‌ترین پارامتر عملکردی مورد بررسی قرار گرفته است که نتایج نشان می‌دهد با افزودن هیدروژن به سوخت مقدار بیشینه آن کاهش می‌یابد. افزودن هیدروژن باعث کاهش تولید آلاینده‌های خروجی می‌شود و از این رو می‌تواند برای بررسی آثار زیست محیطی مورد موشکافی بیشتر قرار گیرد. بررسی تغییرات بازدهی انرژی و اگزرژی سیکل‌های مختلف نیز در این پایان‌نامه صورت گرفته است.
- Abstract
- The importance of natural gas as the most accessible fuel to replace conventional liquid fuels for transportation and power generation, especially in our country, causing a fuel in internal combustion engines is the argument. On the other hand, strict standards to reduce emissions and the need for reduction in fuel consumption propose new concepts such as homogeneous charge compression ignition (HCCI) engines as an alternative to conventional engines. Therefore, due to the growing crisis of air pollution and low efficiency of internal combustion engines on the other hand, this thesis examined the effect of natural gas enrichment with hydrogen on performance, emissions and second law efficiency of HCCI engines. In this thesis three-dimensional computational model has been validated with experimental data to evaluate the effects of various parameters using a chemical reaction mechanism. The main fuel used in this research is pure methane (CH4) without hydrogen and with hydrogen enrichment of 20%. The other parameters such as intake temperature of the cycle and the equivalence ratio of air/fuel are also studied. Thus, the pressure profile in the combustion chamber as the most important performance indicator studied, and the results show that the addition of hydrogen to fuel decreases its maximum value in the cycle. Addition of hydrogen to gaseous fuel significantly reduces the emissions produced, and hence can be used to evaluate the environmental impact of this engine and its applicability. Assessment of changes in energetic and exergetic efficiency of natural gas fueled HCCI engine also studied in this thesis.
