عنوان پایان‌نامه
بررسی استفاده از افزودنی های نانوساختار در سوخت دیزل به منظور کاهش مصرف و آلاینده ها
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-کاتالیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1586.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 68316
- تاریخ دفاع
- ۲۹ دی ۱۳۹۳
- دانشجو
- حسین کازرونی
- استاد راهنما
- عباسعلی خدادادی, یداله مرتضوی
- چکیده
- استفاده بهینه از منابع انرژی مدتهاست که مورد توجه قرار گرفته است. در این میان سوخت دیزل و پیشرانه¬های مربوط به آن با توجه به بازده مناسب مصرف و پتانسیل قابل توجه برای بهبود، در کانون توجه قرار گرفته¬اند. تلاش برای دستیابی به بازده مناسب¬تر به¬علاوه چالش¬های زیست¬محیطی مربوط به سوخت دیزل منجر به معرفی انبوهی از افزودنی¬ها گشته است. در این میان نانوافزودنی¬های سوخت دیزل با توجه به غلظت بسیار پایین در سوخت دیزل مزایای بیشتری نسبت به نمونه¬های مشابه دارند. روش ارائه شده در این گزارش امکان پراکنده ساختن نانوذرات با خاصیت آبدوستی را در محیط آلی فراهم می¬سازد. در این گزارش سریم اکساید با توجه به خاصیت ذخیره¬سازی اکسیژن به عنوان پایه کاتالیست¬های احتراق انتخاب شده است. خاصیت ذخیره¬سازی اکسیژن سریم اکساید با وارد شدن ارتقادهنده¬های مختلف بهبود داده شده و نتایج مربوط به عملکرد و آلاینده¬ها با توجه به تست استاندارد ECE-R96 بررسی شده است. نتایج عملکرد بیانگر بهبود راندمان مصرف و نتایج آلاینده¬ها کاهش قابل توجه دوده، هیدروکربن¬های نسوخته و کربن¬مونواکسید را نشان می¬دهد. برای مثال کاتالیست سریم اکساید با حضور 5 درصد مولی ارتقادهنده آهن حدود 25 درصد کاهش دوده، 62 درصد کاهش هیدروکربن¬های نسوخته و 23 درصد کاهش کربن مونواکسید را به همراه داشته است. هم¬چنین حضور این کاتالیست در غلظت ppm 10 موجب کاهش 3 الی 4 درصدی BSFC در شرایط بار کامل شده است. در خلال این گزارش این موضوع را به اثبات رسانیده¬ایم که میزان تاثیر کاتالیست احتراق در کاهش آلاینده¬های دوده، هیدروکربن¬های نسوخته و کربن¬مونواکسید تا حد قابل توجهی متاثر از دو پارامتر توانایی ذخیره¬سازی اکسیژن کاتالیست احتراق و درصد حضور اکسیژن سطحی در آن است. حضور کاتالیست¬های احتراق گرچه موجب کاهش آلاینده¬های دوده، هیدروکربن نسوخته و کربن¬مونواکسید می¬گردد، ولی با توجه به عملکرد اکسیداسیون کاتالیست¬های احتراق، اکسیدهای نیتروژن به طور نسبی افزایش داده است. این موضوع با در نظر گرفتن آنالیز دقیق فشار درون محفظه احتراق- تغییر زاویه میل¬لنگ در این گزارش تحت بررسی قرار گرفته. با توجه به منحنی نرخ آزادسازی انرژی حرارتی- تغییرات زاویه میل¬لنگ کاهش زمان تاخیر احتراق و بهبود عدد ستان بعد از اضافه کردن کاتالیست¬های احتراق نیز به اثبات رسیده است.
- Abstract
- Efficient use of energy sources has attracted the attention of several research groups. Diesel engines are in the center of interest of many researchers due to its higher efficiency as compared to similar ignited engines. However environmental restrictions on special pollutants like PM are said to be the main challenges for the wide application of this technology. Introducing additives in to the diesel fuel is considered as a suitable solution for suppressing pollutant emissions and improving the engine performance. Based on various experiments performed, dispersed nanoparticles in ultra-low concentration have been suggested in this report. Cerium oxide based materials were utilized for their well-known OSC property and were dispersed in the diesel fuel via a novel one-step method. The OSC properties of the nanoparticles were improved by adding different dopant ions and emission test were done according to ECE-R96 standard 8 mode procedure. The results suggested a significant decrease in unburned hydrocarbons, carbon monoxide and PM. For instance by introducing Ce0.95 Fe0.05 O2-? as nanoparticle to diesel fuel, the amount PM, HC and CO were decreased by 25, 62 and 23 percent respectively. This was accompanied by decreasing of up to 4 percent in BSFC that indicate the improvement of the engine performance. Through this report it was also revealed the effect of the OSC property of the nanoparticles on suppressing the pollutant emissions. It was also shown the reduction of ignition delay or increasing the cetane number by employing the appropriate heat release rate analysis.
