بررسی سوخت گاز و تاثیر و عملکرد آن بر روی خودروهای دوگانه سوز و خودروهای پایه گاز سوز، مهندسی مکانیک
عنوان: بررسی سوخت گاز و تاثیر و عملکرد آن بر روی خودروهای دوگانه سوز و خودروهای پایه گاز سوز، مهندسی مکانیک
رشته: پروژه تخصصی دوره کارشناسی،مهندسی مکانیک گرایش حرارت و سیالات
فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحه: ۱۴
بهمرا فایل پاورپوینت ppt قابل ویرایش(۳۰ اسلاید)
مقدمه
بعد از یک قرن که موتورهای احتراق داخلی بیشترین خدمت را در صنعت حمل و نقل جاده ای بدوش کشیده اند چند سالی است که شاهد تلاش برای تغییر سوختهای متعارف از این موتورها هستیم الزامات بکار گیری سوختهای جایگزین عمدتا بدلیل حساسیت در زمینه آلودگیهای زیست محیطی بخصوص در کلان شهر های امروزی ، بحث جوابگویی منابع نفتی ، وجود شوکها و نوسانات قیمت جهانی نفت و هزینه روز افزون فراورده های نفتی در کنار یارانه غیر منصفانه به سوخت که نقش ما را در تولید سوخت کمرنگ نشان داده در ردیف کشورهای وارد کننده قرار می دهدجلوه گر شده اند و هر روز اثرات خود را بیشتر پدیدار می سازند تا جایی که این روزها جیره بندی سوخت را بعنوان راه حل مطرح کرده اند.
به لطف داشتن منابع عظیم گاز طبیعی و با پذیرفته شدن سوخت گاز طبیعی بعنوان سوخت جایگزین اولین قدم اساسی دوران گذار از سوختهای مرسوم به درستی طی شده است.
انواع گازهای مصرفی بعنوان سوخت خودرو:
بصورت اجمالی خودروهای گاز طبیعی به دو صورت گاز طبیعی مایع ( LNG ) و گاز طبیعی فشرده ( CNG ) می توان مصرف کرد. گاز طبیعی مایع از تبرید گاز تا ۱۶۰- درجه سانتی گراد بدست می آید و به لحاظ چگالی انرژی با بنزین یا گازوئیل رقابت می کند. اما این روش از لحاظ قیمت گرانتر از روش دوم است و نیاز به یک فرآیند اضافی در پالایشگاه دارد گاز طبیعی و فشرده که از تراکم گاز تا فشار ۲۵۰ اتمسفر و نگهداری آن در مخازن فولادی یا کامپوزیتی حاصل می شود.خودروهای گاز طبیعی سوز بصورت اختصاصا گاز سوز بدون شک بهترین وضعیت برای یک خودروی گاز سوز است که باید موتور از ابتدا برای سوخت گاز طراحی و تولید گردد
ویژگیهای گاز طبیعی:
ترکیبات گاز طبیعی
______________________________________________________
گاز طبیعی ترکیبی از هیدروکربنها است، که از چاههای گاز و یا به همراه تولید نفت خام، تولید می شود.
گاز طبیعی اساساً از متان تشکیل شده و بسته به محل جغرافیایی چاه گاز، مقدار متان موجود در آن بین ۸۰ تا ۹۸ درصد تغییر می کند.(گاز طبیعی ایران تقریباً دارای ۵/۹۶ درصد متان است) بنابراین خواص این گاز بسیار مشابه با گاز متان است.
به غیر از متان، مواد دیگری نیز درآن وجود دارد که به ترتیب اهمیت عبارتند از:
(۱ اتان (بین ۱ تا ۸ درصد)
۲) پروپان (تا ۲ درصد)
۳) بوتان و پنتان (کمتر از یک درصد)
همچنین موادی مانند نیتروژن (N2) ،دی‌اکسیدکربن (CO2)، سولفید هیدروژن(H2S ( و آب نیز ممکن است در گاز طبیعی یافت شود. درصدهای بیان شده در بالا به طور کلی صحیح می باشند و برای چاههای مختلف، این مقادیر تا حدودی تغییر می کند.
شایان ذکر است که برای استفاده در موتور خودروها، براساس استاندارد شرکت ملی گاز از گاز طبیعی که شامل بیش از ۸۰ درصد متان است، استفاده می شود.
عملکرد احتراقی گاز طبیعی
مطرح ترین مبحث در CNG و موتورهای گازسوز خصوصاً آن دسته که از حالت بنزینی تبدیل به دوگانه سوز شده‌اند، عملکرد احتراقی موتور می‌باشد. این مسئله از آن جهت اهمیت دارد که سوختن با نسبت مناسب، هم در جهت کاهش آلایندگی و هم در جهت کاهش مصرف سوخت، تأثیر مثبتی دارد و این مقوله به طور تنگاتنگی با عملکرد احتراقی موتور در ارتباط است. عملکرد احتراقی مناسب، آلایندگی کمتر، مصرف سوخت بهینه‌تر، و راندمان حرارتی بالاتر را به دنبال دارد.
ارزش حرارتی:
ارزش حرارتی یک سوخت که بر واحد جرم یا حجم بیان می‌شود، بیانگر مقدار انرژی آزاد شده بر واحد جرم یا حجم سوخت در یک واکنش شیمیایی کامل، که فقط منجر به تولید CO2 و H2O می‌شود، می‌باشد.
مقدار ارزش حرارتی جرمی خالص گاز طبیعی حدود ۱۰% از ارزش حرارتی جرمی خالص سوختهای مایع موجود بیشتر است. به‌همین دلیل میزان مصرف جرمی سوخت موتورهای گازسوز نسبت به مصرف جرمی سوخت موتورهای مشابه دیگر، کمتر می‌باشد. البته این نکته قابل توجه است که مقدار ارزش حرارتی خالص گاز با زیاد شدن درصد گازهای بی‌اثر (N2، CO2 و غیره) کاهش می‌یابد.
خواص ضد کوبش:
این خاصیت، میزان تمایل به اشتعال خودبه‌خودی یک گاز را مشخص می‌کند. این پارامتر بستگی به فشار و دمای داخل محفظه احتراق دارد.(دما و فشار در داخل محفظه احتراق نیز به عوامل بسیار زیادی از مشخصات موتور مانند دور موتور، قطر سیلندر، نسبت تراکم، شکل محفظۀ احتراق و همچنین متغیرهای احتراق مانند دمای هوا، زمان شروع احتراق، سرعت شعله و غیره بستگی دارند.) همچنین ساختار شیمیایی گاز در این مشخصه از اهمیت بالایی برخوردار است.
احتراق گاز طبیعی:
سرعت پیشروی شعله برای گاز طبیعی حدود ۶۰ درصد سرعت شعله بنزین است. این مسأله باعث کاهش بازده موتور به دلیل افزایش انتقال حرارت به دیوارۀ محفظه احتراق که ناشی از افزایش مدت احتراق است، می‌شود. از طرف دیگر پایین بودن سرعت شعله باعث می شود احتراق آن قدر به تأخیر بیا‌فتد که سوپاپ دود باز شده و انرژی حرارتی بسیار زیادی تلف شود. این مشکلات را می‌توان با افزایش میزان آشفتگی در مخلوط هوا – سوخت و تایمینگ مناسب جرقه و سوپاپها تا حد زیادی بهبود بخشید.
دیدگاه ها