عنوان: پایان نامه موتورهای پيستونی هیدروژنی و CNG، مهندسي مکانیک

رشته:  پروژه پایانی دوره کارشناسی‌،مهندسی مکانيک گرايش حرارت و سيالات

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحه: 105

فهرست مطالب
عنوان
مقدمه
فصل اول: موتورهای هیدروژنی
1-1- خصوصيات احتراقي هيدروژن
1-1-1- محدوده وسيع قابليت اشتعال
1-1-2- انرژي مشتعل شدن كم
1-1-3- ضخامت كم لايه خاموش شدن
1-1-4- دماي خودسوزي بالا (اكتان زياد )
1-1-5- سرعت سوختن زياد در نسبت استوكيو متريك
1-1-6- ضريب پخش زياد
1-1-7- چگالي خيلي كم
1-2- نسبت هوا به سوخت
1-3- مشكل احتراق پيش رس و راه حل آن
1-4- سيستم سوخت رساني
1-4-1- سيستم هاي كاربراتوري يا پاشش مركزي
1-4-2- سيستم هاي تزريق دريچه ای
1-4-3- سيستم تزريق مستقيم
1-5- رقيق سازي حرارتي
1-6- طراحي موتور
1-7- سيستم هاي جرقه زني
1-8- تهويه محفظه لنگ
1-9- بازده حرارتي
1-10- آلاينده ها
1-11- قدرت خروجی
1-12- تركيب های گاز هيدروژن
1-13- وضعيت كنوني
1-14- موتورانژکتوری هیدروژنی دوزمانه
1-15- معرفی یک اتوموبیل هیدروژن BMW
1-15-1- سوپاپ های پاشش (انژکتور) مخصوص برای هیدروژن
1-15-2- تکنولوژی ایمنی
1-15-3- تکنولوژی سوپاپ
1-15-4- شاسی و تعلیق
1-15-5- بدنه
فصل دوم: تولید و ذخیره سازی هیدروژن و CNG
2-1- مشخصات (خصوصیات) کلی فیزیکی و شیمیایی
2-2- مهم ترین روش های تولید هیدروژن
2-2-1- گازهای طبیعی توزیع شده و تبدیل شیمیایی مایع تجدید شدنی
2-2-2- الکترولیز (تجزیه الکتریکی)
2-2-3- گرما شیمی دما بالا با تحریک خورشید
2-2-4- تولید هیدروژن فوتو الکتریکی شیمیایی (نوری برقی شیمیایی)
2-2-5- تولید هیدروژن بیولوژیکی
2-2-6- جدا سازی کلی
2-2-7- هیدروژن از زغال
2-2-8- تولید هیدروژن با استفاده از انرژی هسته ای
2-3- مقایسه ذخیره سازی هیدروژن فشرده و CNG
2-3-1- دانسیته انرژی
2-3-2- کار تراکم
2-3-3- محدوده حرکت
فصل سوم: موتورهای CNG سوز
3-1- فرمول CNG
3-2- موتورهاي گازسوز
3-3- پدیدۀ کوبش
3-4- مشخصات گاز طبيعي
3-5- خواص شيميايي
3-6- ارزش حرارتی سوخت
3-7 ارزش حرارتي حجمی مخلوط استوكيومتريك
3-8 خواص ضدكوبش
3-9 تمايل به پيش‌اشتعالي
3-9-1 شاخص وب
3-10- سرعت شعله
3-11 مقایسه قیمت تمام‌شدۀ سوخت‌های مختلف
3-12- احتراق
3-13 نسبت هوا به سوخت نسبی (λ)
3-13-1 فواید احتراق استوکیومتری
3-13-2- نقاط ضعف احتراق استوکیومتری
3-13-3- فواید استفاده از احتراق رقیق
3-13-4 نقاط ضعف احتراق رقیق
3-14- سیستم احتراق
3-15- احتراق رقیق
3-16- غنی‌سازی به‌وسیله هیدروژن
3-17- طبقه‌بندی خودروهای گازسوز
3-18- موتورهای OEM و موتورهای تبديل‌يافته
3-19- موتورهای دوگانه سوز
3-20- سیستم‌های سوخت‌رسانی درموتورهای دوسوخته
3-21- موتورهای بنزینی تبدیلشده به دوسوخته
3-22- موتورهای دیزل تبدیلشده به اختصاصاً گازسوز
3-23- هزینه تبدیل
3-24- اثر استفاده از گاز طبیعی بر راندمان موتورهای اشتعال جرقه‌ای
3-25- راندمان موتورهای دیزل تبدیلشده به اختصاصاً گازسوز
3-26- موتورهای دوگانه‌سوز
3-27- کاربرد موتورهای دوگانه‌سوز
3-28- سيستم‌هاي احتراق در موتورهای دوگانه‌سوز
3-29- موتورهاي دوگانه‌سوز معمولی
3-30- موتورهاي دوگانه‌سوز با آلایندگی NOx کم
3-31- موتورهاي دوگانه‌سوز با پاشش مستقیم
نتیجه گیری:
منابع :
فهرست اشکال
عنوان
شكل 1-1: مقايسه حجم هاي اتاقك احتراق و ظرفيت انرژي را براي موتورهاي هيدروژني و بنزيني
شکل 1-2: طرح موتور
شکل 1-3: تهويه محفظه لنگ
شكل 1-4: يك نمونه منحني NOx كه با φ تغيير مي كند براي يك موتور هيدروژني
شكل 1-5: يگ گراف ساده تر كه ديگر آلاينده ها براي موتور بنزيني
شکل 1-6: موتور هیدروژنی 4 زمانه
شکل 1-7: نمودار قدرت خروجی موتور هیدروژنی و شماتیک زمان
شکل 1-8: محل قرار گیری موتور به طور شماتیک
شکل 1-9: مدل خودرو: BMW Hydrogen Racer
شکل 1-10: موتور سری های تولیدی 12 سیلندر مخصوص هیدروژن
شکل 1-11: سیستم سوپاپ BMW شرایط بهینه را برای کاربر هیدروژن
شکل 2-1: اندازه های حاصل Z برای هیدروژن و گاز طبیعی
شکل 2-2: مقایسه بین چگالی مولی هر دو گاز در دمای و فشار یک
شکل 3-1: فرمول CNG
شکل 3-2: كليه تركيبات
شکل 3-3: شماتيك كلي خودرو cngسوز
شکل 3-4: سرعت شعله گازهای مختلف برحسب نسبت هم ارزی سوخت به هوا
شکل 3-5 تغییرات آلاینده های خروجی با رقیق و غنی کردن مخلوط برای یک موتور جرقه ای
شکل 3-6: مقدار NOx برحسب نسبت هوا به سوخت و راندمان
شکل 3-7: تاثیر زمان جرقه و عدد اکتان بر نسبت تراکم مجاز
شکل 3-8: تأثیر نسبت تراکم و زمان جرقه بر حد دمای گازهای خروجی
شکل 3-9: اثر نسبت تراکم و زمان جرقه روی راندمان حرارتی
شکل 3-10: مقایسه بین میزان آلودگی بنزین و گاز طبیعی فشرده غنی‌شده با هیدروژن
شکل 3-11: سیستم سوخت‌رسانی میکسری
شکل 3-12: سیستم سوخت‌رسانی پاشش چند نقطه‌ای
شکل 3-13: یک نوع انژکتور که در موتورهای گازسوز استفاده می‌شود
شکل 3-14: اثر افزایش مقدار گاز طبیعی در موتورهای دوگانه‌سوز
شکل 3-15: شمای کلی از يک موتور دوگانه‌سوز
شکل 3-16: مقدار BMEP متداول برای برخی از موتورها
شکل 3-17: مقدار NOx متداول برای برخی از موتورها
شکل 3-18: نحوۀ پاشش گاز و گازوئیل در داخل سیلندر
شکل 3-19: موقعیت قرارگیری شیر هیدرولیکی گاز
شکل 3-20: انژکتور دوگانه تزریق کننده گاز و سوخت مایع

فهرست جداول
عنوان
جدول 1-1: رکوردهای اولین فقط هیدروژن سوز
جدول 2-1: مشخصات هیدروژن- متان- بنرین و گازوئیل بعضی از اطلاعات داده شده
جدول 2-2: گاز طبیعی فرض می شد تا ترکیبی از گاز لوله کشی
جدول 2-3: انرژی های کار مورد نیاز برای متراکم کردن گاز طبیعی و هیدروژن
جدول 2-4: نیز مقدار هیدروژن فشرده و CNG که ممکن است در یک مخزن آزمایش CNG که حجم 32.61 دارد ذخیره شود
جدول 3-1: ترکیب گازهای مختلف
جدول 3-2: خواص بعضی از سوختهای رایج
جدول 3-3: ترکیب گازهای طبیعی موجود در برخی از چاههای معروف دنیا
جدول 3-4: ارزش حرارتی سوخت های چاه های مختلف
جدول 3-5: درصد هزینه های مختلف در قیمت سوخت
جدول 3-6: اثر خواص مختلف سوخت بر عملکرد موتور احتراق داخلی
جدول 3-7: کاهش در میزان آلاینده‌های CO و NOx پس از افزودن هیدروژن
جدول 3-8: اثر تغییر از بنزین به OEM گازسوز
جدول 3-9: مقایسه دو موتور با سوخت های گاز طبیعی و دیزل
جدول 3-10: اثرات اصلی در تبدیل موتور از بنزین سوز به گاز سوز
جدول 3-11: مقایسه بین سیستم های مختلف سوخت رسانی
جدول 3-12: مقایسه انرژی داخلی بنزین و CNG

مقدمه

– خصوصیات احتراقي هيدروژن كه مربوط می شود به استفاده اش به عنوان يك سوخت احتراقی.
– نسبت هوا به سوخت مخلوطهای هيدروژن و چگونگی مقايسه آن با ديگر سوخت ها.
– انواع مشكلات خود اشتعالی كه در موتورهای هيدروژني اتفاق مي افتد.
– انواع سيستم هاي جرقه كه ممكن است با موتورهاي احتراق داخلي هيدروژني استفاده شود.
– نتايج تهويه محفظه لنگ كه به هيدروژن مورد استفاده در يك موتور احتراق داخلي وابسته است.
– بازده حرارتي موتور هيدروژني.
– انواع آلودگي هايي كه با موتور هيدروژني همراه هستند.
– قدرت خروجي موتور هيدروژني.
– تاثير مخلوط شدن هيدروژن با ديگر سوخت هاي هيدروكربوري.
موتورهاي هيدروژني به دليل خواص سوخت هيدروژن مي تواند در نسبت سوخت به هواي 74/1 كار كند ، اين نسبت براي موتورهاي ديگر بسيار بيشتر است يعني آنها براي اينكه روشن بمانند بايد با سوخت بيشتري كار كنند. سوخت هيدروژن بسيار شبيه گاز طبيعي است زيرا؛ هر دو بايد به صورت گاز در مخزن خودرو ذخيره شوند و دماي احتراق بالايي دارند ،سرعت احتراق در نسبت استوكيومتريك بالا است . كم بودن انرژي اشتعال ، ضخامت لايه خاموش كم ،محدوده زياد اشتعال پذيري و چگالي كم از ديگر خواص هيدروژن است . نسبت استوكيومتريك هيدروژن 33.34/1 است ، در حالي كه براي بنزين 14.7:1 است اين نشان مي دهد كه براي سوختن كامل هيدروژن نسبت به بنزين با صرفه تر است . البته چون حجم مخصوص هيدروژن نيبت به بنزين بسيار بيشتر است ، اگر اين سوخت در مانيفولد با هوا تركيب شود حجم زيادي از سيلندر را اشغال خواهد كردو باعث كاهش قدرت خروجي مي شود . بهترين نوع سيستم سوخت رساني انژكتوري است كه سوخت را در اواسط كورس مكش به داخل سيلندر تزريق مي كند. در اين موتورها حتما بايد سيستم تهويه محفظه لنگ به همراه سوپاپ فشار وجو داشته باشد زيرا هيدروژن اگر به محفظه نفوذ كرده باشد در زمان استارت ممكن است منفجر شود.

این پایان نامه با آیین نامه نحوه نگارش و تدوین پایان نامه تهیه شده و آماده ارائه میباشد.