پایان نامه امکان سنجی فیلتراسیون آکوستیکی جهت جذب ذرات خروجی از اگزوز موتورهای دیزل
اختصاصی از یارا فایل پایان نامه امکان سنجی فیلتراسیون آکوستیکی جهت جذب ذرات خروجی از اگزوز موتورهای دیزل دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .
تعداد صفحات : 103
فرمت فایل: word(قابل ویرایش)
فهرست مطالب:
عنوان صفحه
1-فصل اول: مقدمه 1
2- فصل دوم: مروری بر ادبیات و اصول و مبانی نظری 4
2-1 مقدمه 5
2-2 سیستم جدا ساز ذرات معلق در گازها 8
2-2-1 صافی های کیسه ای 8
2-2-2 ته نشین کننده های ثقلی 8
2-2-3 شوینده ها 9
2-2-4 سیکلونها 9
2-2-5 نشست دهنده الکتروستاتیک 9
2-3 زمینه تاریخی 10
2-4 مکانیزمهای انباشت آکوستیک 11
2-4-1 فعل و انفعالات اورتوکینتیک 11
2-4-2 فعل و انفعالات هیدرودینامیک 17
2-4-3 واکنشهای آشفتگی آکوستیک 20
2-4-4 روان سازی آکوستیک 19
2-4-5 توده آکوستیک 23
2-5 مدلهای شبیه سازی فعلی 24
2-5-1 مدل وولک 24
2-5-2 مدل شو 25
2-5-3 مدل تیواری 25
2-6 مدل سانگ 25
3-فصل سوم: روشها و تجهیزات 27
3-1 مقدمه 28
3-2 روش شبیه سازی انباشت آکوستیک 28
3-2-1 فرضیات انجام شده در مدل سازی 28
3-2-2 الگورِیتم مدل سازی 29
3-3 سیستم آزمایشگاهی فیلتراسیون آکوستیکی 30
3-3-1 سیستم آزمایشگاهی اندازه گیری توزیع اندازه ذرات 30
3-3-2 آزمایشات مربوط به دستگاه نشت دهنده آکوستیکی 33
3-3-3 مواد مورد استفاده 41
3-4 کالیبراسیون وسایل آزمایشگاهی 43
4- فصل چهارم: نتایج و تفسیر آنها 45
4-1 مقدمه 46
4-2 نتایج آزمایشگاهی 47
4-2-1 اندازه گیری توزیع اندازه و غلظت کلی ذرات
خروجی از اگزوز موتورهای دیزلی 46
4-3 آزمایشات مربوط به دستگاه نشست دهنده آکوستیکی 49
4-3-1 آزمایش بدست آوردن فرکانس های بحرانی 49
4-3-2 رسم پروفیل فشار آکوستیکی در طول لوله 52
4-3-3 اعمال امواج آکوستیکی بر روی جریان ایروسل 55
4-3-3-1 اعمال امواج آکوستیکی برروی ذرات درحالت بدون دبی و ساکن 55
4-3-3-2 اعمال امواج بر روی جریان ایروسل 62
4-4 بررسی تأثیر عوامل موثر در بازده فیلترهای آکوستیکی
در خروجی موتور های دیزل 67
4-4-1 بررسی تأثیر دبی عبوری از محفظه 65
4-4-2 بررسی اثر توان اعمالی امواج 72
4-4-3 بررسی تاثیر دما و فشار 75
4-4-4 تأثیرات فرکانس صدا 77
4-4-5 اثر اندازه ذرات 77
5- فصل پنجم 79
فهرست مراجع 83
ضمیمه 1 85
ضمیمه 2 88
ضمیمه 3 95
فهرست نمودارها
شکل 2-1- حجم انباشت آکوستیک 12
شکل 2-2- حجم واقعی انباشت آکوستیکی 14
شکل 2-3- مکانیزم های آشفتگی 20
شکل 2-4- شکل موج سرعت آکوستیک درشدت بالا 22
شکل 3-1- دستگاه برخورد دهنده چند مرحله ای 31
شکل 3-2- سیستم حذف ذرات بزرگ 32
شکل 3-3- دستگاه شمارنده ذرات 33
شکل 3-4- منبع امواج آکوستیکی 34
شکل 3-5- دستگاه منبع ایجاد سیگنال 35
شکل 3-6- دستگاه Amplifier 36
شکل 3-7- دستگاه فرکانس متر 36
شکل 3-8- بلندگو و horn 37
شکل 3-9- صفحه بازتاب کننده امواج و لوله فلزی برای خروج گازها 38
شکل 3-10- فشار سنج دیجیتالی 38
شکل 3-11- دستگاه تولید کننده ایروسل تک توزیعی 39
شکل 3-12- دستگاه مولد ایروسل چند توزیعی 40
شکل 3-13- دبی سنج 41
شکل 3-14- توزیع اندازه ذرات خروجی از دستگاه تولید کننده ایروسل 43
شکل 4-1- توزیع جرمی ذرات کوچکتر از 10 میکرون خروجی از اگزوز موتورهای دیزلی 46
شکل 4-2- درصد جرمی توزیع ذرات کوچکتر از 10 میکرون خروجی از اگزوز موتورهای دیزلی 46
شکل 4-3- توزیع فشار آکوستیکی در cm10 از بالای لوله 49
شکل 4-4- توزیع فشار آکوستیکی در cm17 از بالای لوله 49
شکل 4-5- توزیع فشار آکوستیکی در cm150 از بالای لوله 50
شکل 4-6- مقایسه نتایج نظری و آزمایشگاهی برای فرکانس 200 (Hz) بر اساس ماکزیمم فشار 51
شکل 4-7- مقایسه نتایج نظری و آزمایشگاهی برای فرکانس 650 (Hz) بر اساس مینیمم فشار 51
شکل 4-8- مقایسه نتایج نظری و آزمایشگاهی برای فرکانس 830 (Hz) بر اساس ماکزیمم فشار 52
شکل 4-9- setup استفاده شده در حالت بدون جریان 54
شکل 4-10- تست نشست آکوستیکی برای حالت بدون دبی و فرکانسHz 200 56
شکل 4-11- محل نقاطی که در آن ایروسل ها به دیواره چسبیده اند 57
شکل 4-12- تست نشست آکوستیکی برای حالت بدون دبی و فرکانسHz 650 58
شکل 4-13- تست نشست آکوستیکی برای حالت بدون دبی و فرکانسHz 830 59
شکل 4-14- setup استفاده شده برای اعمال امواج بر روی جریان (Q=250 L/h 61
شکل 4-15- تست نشست آکوستیکی برای حالت Q=250 L/hourو فرکانسHz 830 62
شکل 4-16- setup استفاده شده برای اعمال امواج بر روی جریان (Q=27.8 L/min) 63
شکل 4-17- تست نشست آکوستیکی برای حالت Q=27.8 L/minو فرکانسHz 830 64
شکل 4-18- setup استفاده شده برای استفاده از ذرات توزیع اندازه مختلف و استفاده از دستگاه شمارنده ذرات 66
شکل 4-19- تاثیر دبی جریان بر بازده فیلتراسیون 68
شکل 4-20- تاثیر زمان اعمال جریان بر اندازه ذرات در مدل سازی عددی 69
شکل 4-21- بررسی تاثیر زمان اعمال امواج در توزیع اندازه ذرات و مقایسه بین نتایج مدل سازی عددی و نتایج آزمایشگاهی در فرکانس 200 Hz در حالت لوله سر بسته 70
شکل 4-22- تاثیر توان الکتریکی امواج بر بازده فیلتراسیون 72
شکل 4-23- تاثیر دما در نرخ انباشت آکوستیکی 74
شکل 4-24- تاثیر فشار گاز در نرخ انباشت آکوستیکی 75
شکل 4-25- تاثیر اندازه ذرات در انباشت آکوستیکی 76
فهرست جداول
جدول 4-1- فرکانس های بحرانی 48
جدول 4-2- توزیع فشار آکوستیکی در فرکانس های مختلف 48
جدول 4-3- بررسی اثر دبی در بازده فیلتراسیون 67
جدول 4-4- بررسی اثر توان صوتی در بازده فیلتراسیون 71
چکیده
جداسازی ذرات معلق در گازها به ویژه هوا، مورد توجه اغلب صنایع از جمله صنایع خودرو سازی، هسته ای، کارخانجات سیمان و نیز علوم زیست محیطی می باشد. برای کاهش آلودگی دو روش عمده وجود دارد:
الف) کاهش تولید آلاینده ها
ب) جلوگیری از انتشار آلاینده ها در محیط.
در این تحقیق جداسازی دوده از گازهای خروجی اگزوز موتورهای دیزل مورد بررسی قرار می گیرد.
دو مبحث بنیادی در این تحقیق عبارتند از:
الف) بررسی خصوصیات ذرات آلاینده خروجی از اگزوز.
ب) بررسی امکان سنجی استفاده از امواج آکوستیکی برای حذف ذرات معلق در گازهای خروجی اگزوز موتور های دیزل
نتایج حاصله از این بررسی نشان می دهد که ذرات آلاینده دارای قطر تقریبی 10-01/0میکرون با حداکثر تجمع جرمی در محدوده کمتر از 4/0 میکرون می باشند.
بدین منظور، مدل سازی عددی در مورد انباشت اکوستیکی برای بدست آوردن پارامترهای آزمایش و تاثیر این پارامترها در شبیه سازی و نتایج آزمایش انجام شد.
نتایج آزمایشگاهی حاصله نشان می دهد که از امواج آکوستیکی برای جداسازی ذرات گازهای خروجی اگزوز با بازده بالا می توان استفاده کرد. سیستم فیلتراسیون آکوستیکی برای ذرات بزرگتر از 0.2 میکرون و برای دبی عبوری کوچکتر از 30 لیتر بر دقیقه، در گستره توان صوتی اعمالی 30 وات، کارآیی دستگاه نشست دهنده بیشتر از 95 درصد می باشد. برای دبی 50 لیتر بر دقیقه با توان صوتی 30 وات بازده 45% می باشد که برای افزایش بازده فیلتراسیون در دبی های بالاتر، میتوان از چند سیستم به صورت موازی استفاده نمود.
امکان سنجی فیلتراسیون آکوستیکی جهت جذب ذرات خروجی از اگزوز موتورهای دیزل
اختصاصی از یارا فایل امکان سنجی فیلتراسیون آکوستیکی جهت جذب ذرات خروجی از اگزوز موتورهای دیزل دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .
بخشی از متن اصلی:
-فصل اول: مقدمه1
2- فصل دوم: مروری بر ادبیات و اصول و مبانی نظری4
2-1 مقدمه5
2-2 سیستم جدا ساز ذرات معلق در گازها8
2-2-1 صافی های کیسه ای8
2-2-2 ته نشین کننده های ثقلی8
2-2-3 شوینده ها9
2-2-4 سیکلونها9
2-2-5 نشست دهنده الکتروستاتیک9
2-3 زمینه تاریخی10
2-4 مکانیزمهای انباشت آکوستیک11
2-4-1 فعل و انفعالات اورتوکینتیک11
2-4-2 فعل و انفعالات هیدرودینامیک17
2-4-3 واکنشهای آشفتگی آکوستیک20
2-4-4 روان سازی آکوستیک19
2-4-5 توده آکوستیک23
2-5 مدلهای شبیه سازی فعلی24
2-5-1 مدل وولک24
2-5-2 مدل شو25
2-5-3 مدل تیواری25
2-6 مدل سانگ25
3-فصل سوم: روشها و تجهیزات27
3-1 مقدمه28
3-2 روش شبیه سازی انباشت آکوستیک28
3-2-1 فرضیات انجام شده در مدل سازی28
3-2-2 الگورِیتم مدل سازی29
3-3 سیستم آزمایشگاهی فیلتراسیون آکوستیکی30
3-3-1 سیستم آزمایشگاهی اندازه گیری توزیع اندازه ذرات30
3-3-2 آزمایشات مربوط به دستگاه نشت دهنده آکوستیکی33
3-3-3 مواد مورد استفاده41
3-4 کالیبراسیون وسایل آزمایشگاهی 43
4- فصل چهارم: نتایج و تفسیر آنها45
4-1 مقدمه46
4-2 نتایج آزمایشگاهی47
4-2-1 اندازه گیری توزیع اندازه و غلظت کلی ذرات
خروجی از اگزوز موتورهای دیزلی46
4-3 آزمایشات مربوط به دستگاه نشست دهنده آکوستیکی49
4-3-1 آزمایش بدست آوردن فرکانس های بحرانی49
4-3-2 رسم پروفیل فشار آکوستیکی در طول لوله52
4-3-3 اعمال امواج آکوستیکی بر روی جریان ایروسل55
4-3-3-1 اعمال امواج آکوستیکی برروی ذرات درحالت بدون دبی و ساکن55
4-3-3-2 اعمال امواج بر روی جریان ایروسل62
4-4 بررسی تأثیر عوامل موثر در بازده فیلترهای آکوستیکی
در خروجی موتور های دیزل67
4-4-1 بررسی تأثیر دبی عبوری از محفظه65
4-4-2 بررسی اثر توان اعمالی امواج72
4-4-3 بررسی تاثیر دما و فشار75
4-4-4 تأثیرات فرکانس صدا77
4-4-5 اثر اندازه ذرات77
5- فصل پنجم79
فهرست مراجع83
ضمیمه 185
ضمیمه 288
ضمیمه 395
فهرست نمودارها
شکل 2-1- حجم انباشت آکوستیک12
شکل 2-2- حجم واقعی انباشت آکوستیکی14
شکل 2-3- مکانیزم های آشفتگی20
شکل 2-4- شکل موج سرعت آکوستیک درشدت بالا22
شکل 3-1- دستگاه برخورد دهنده چند مرحله ای31
شکل 3-2- سیستم حذف ذرات بزرگ32
شکل 3-3- دستگاه شمارنده ذرات33
شکل 3-4- منبع امواج آکوستیکی34
شکل 3-5- دستگاه منبع ایجاد سیگنال35
شکل 3-6- دستگاه Amplifier36
شکل 3-7- دستگاه فرکانس متر36
شکل 3-8- بلندگو و horn37
شکل 3-9- صفحه بازتاب کننده امواج و لوله فلزی برای خروج گازها38
شکل 3-10- فشار سنج دیجیتالی38
شکل 3-11- دستگاه تولید کننده ایروسل تک توزیعی39
شکل 3-12- دستگاه مولد ایروسل چند توزیعی40
شکل 3-13- دبی سنج41
شکل 3-14- توزیع اندازه ذرات خروجی از دستگاه تولید کننده ایروسل43
شکل 4-1- توزیع جرمی ذرات کوچکتر از 10 میکرون خروجی از اگزوز موتورهای دیزلی46
شکل 4-2- درصد جرمی توزیع ذرات کوچکتر از 10 میکرون خروجی از اگزوز موتورهای دیزلی46
شکل 4-3- توزیع فشار آکوستیکی در cm10 از بالای لوله49
شکل 4-4- توزیع فشار آکوستیکی در cm17 از بالای لوله49
شکل 4-5- توزیع فشار آکوستیکی در cm150 از بالای لوله50
شکل 4-6- مقایسه نتایج نظری و آزمایشگاهی برای فرکانس 200 (Hz) بر اساس ماکزیمم فشار51
شکل 4-7- مقایسه نتایج نظری و آزمایشگاهی برای فرکانس 650 (Hz) بر اساس مینیمم فشار51
شکل 4-8- مقایسه نتایج نظری و آزمایشگاهی برای فرکانس 830 (Hz) بر اساس ماکزیمم فشار52
شکل 4-9- setup استفاده شده در حالت بدون جریان54
شکل 4-10- تست نشست آکوستیکی برای حالت بدون دبی و فرکانسHz 20056
شکل 4-11- محل نقاطی که در آن ایروسل ها به دیواره چسبیده اند57
شکل 4-12- تست نشست آکوستیکی برای حالت بدون دبی و فرکانسHz 650 58
شکل 4-13- تست نشست آکوستیکی برای حالت بدون دبی و فرکانسHz 830 59
شکل 4-14- setup استفاده شده برای اعمال امواج بر روی جریان (Q=250 L/h61
شکل 4-15- تست نشست آکوستیکی برای حالت Q=250 L/hourو فرکانسHz 830 62
شکل 4-16- setup استفاده شده برای اعمال امواج بر روی جریان (Q=27.8 L/min)63
شکل 4-17- تست نشست آکوستیکی برای حالت Q=27.8 L/minو فرکانسHz 830 64
شکل 4-18- setup استفاده شده برای استفاده از ذرات توزیع اندازه مختلف و استفاده از دستگاه شمارنده ذرات66
شکل 4-19- تاثیر دبی جریان بر بازده فیلتراسیون68
شکل 4-20- تاثیر زمان اعمال جریان بر اندازه ذرات در مدل سازی عددی69
شکل 4-21- بررسی تاثیر زمان اعمال امواج در توزیع اندازه ذرات و مقایسه بین نتایج مدل سازی عددی و نتایج آزمایشگاهی در فرکانس 200 Hz در حالت لوله سر بسته70
شکل 4-22- تاثیر توان الکتریکی امواج بر بازده فیلتراسیون72
شکل 4-23- تاثیر دما در نرخ انباشت آکوستیکی74
شکل 4-24- تاثیر فشار گاز در نرخ انباشت آکوستیکی75
شکل 4-25- تاثیر اندازه ذرات در انباشت آکوستیکی76
فهرست جداول
جدول 4-1- فرکانس های بحرانی48
جدول 4-2- توزیع فشار آکوستیکی در فرکانس های مختلف48
جدول 4-3- بررسی اثر دبی در بازده فیلتراسیون67
جدول 4-4- بررسی اثر توان صوتی در بازده فیلتراسیون7
مقدمه
زیست موجودات زنده به ویژه انسان در معرض هجوم انواع آلودگیها است که آلودگی هوا یکی از مهمترین آنها است. بسیاری از مراکز صنعتی و تولیدات آنها، از عوامل مهم تولید آلاینده های هوا میباشند و از این میان خودروها سهم عمده این آلودگی را در شهرها به عهده دارند.
به موازات رشد و ترقی جوامع که موجب تخریب طبیعت و در نتیجه آلوده کردن بیشتر آن شده است، سازمانهای حفاظت از محیط زیست با وضع قوانینی، سعی در کاهش آلودگیها دارند. برای کاهش آلودگی هوای ناشی از خودروها، دو روش اساسی وجود دارد:
الف: کاهش تولید آلاینده ها
ب: جلوگیری از انتشار آنها در محیط
این فایل به همراه چکیده، فهرست، متن اصلی و منابع با فرمت doc ( قابل ویرایش ) در اختیار شما قرار می گیرد.
تعداد صفحات:115
پایان نامه امکان سنجی فیلتراسیون آکوستیکی جهت جذب ذرات خروجی از اگزوز موتورهای دیزل
اختصاصی از یارا فایل پایان نامه امکان سنجی فیلتراسیون آکوستیکی جهت جذب ذرات خروجی از اگزوز موتورهای دیزل دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .
فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:111
فهرست مطالب:
عنوان صفحه
1-فصل اول: مقدمه 1
2- فصل دوم: مروری بر ادبیات و اصول و مبانی نظری 4
2-1 مقدمه 5
2-2 سیستم جدا ساز ذرات معلق در گازها 8
2-2-1 صافی های کیسه ای 8
2-2-2 ته نشین کننده های ثقلی 8
2-2-3 شوینده ها 9
2-2-4 سیکلونها 9
2-2-5 نشست دهنده الکتروستاتیک 9
2-3 زمینه تاریخی 10
2-4 مکانیزمهای انباشت آکوستیک 11
2-4-1 فعل و انفعالات اورتوکینتیک 11
2-4-2 فعل و انفعالات هیدرودینامیک 17
2-4-3 واکنشهای آشفتگی آکوستیک 20
2-4-4 روان سازی آکوستیک 19
2-4-5 توده آکوستیک 23
2-5 مدلهای شبیه سازی فعلی 24
2-5-1 مدل وولک 24
2-5-2 مدل شو 25
2-5-3 مدل تیواری 25
2-6 مدل سانگ 25
3-فصل سوم: روشها و تجهیزات 27
3-1 مقدمه 28
3-2 روش شبیه سازی انباشت آکوستیک 28
3-2-1 فرضیات انجام شده در مدل سازی 28
3-2-2 الگورِیتم مدل سازی 29
3-3 سیستم آزمایشگاهی فیلتراسیون آکوستیکی 30
3-3-1 سیستم آزمایشگاهی اندازه گیری توزیع اندازه ذرات 30
3-3-2 آزمایشات مربوط به دستگاه نشت دهنده آکوستیکی 33
3-3-3 مواد مورد استفاده 41
3-4 کالیبراسیون وسایل آزمایشگاهی 43
4- فصل چهارم: نتایج و تفسیر آنها 45
4-1 مقدمه 46
4-2 نتایج آزمایشگاهی 47
4-2-1 اندازه گیری توزیع اندازه و غلظت کلی ذرات
خروجی از اگزوز موتورهای دیزلی 46
4-3 آزمایشات مربوط به دستگاه نشست دهنده آکوستیکی 49
4-3-1 آزمایش بدست آوردن فرکانس های بحرانی 49
4-3-2 رسم پروفیل فشار آکوستیکی در طول لوله 52
4-3-3 اعمال امواج آکوستیکی بر روی جریان ایروسل 55
4-3-3-1 اعمال امواج آکوستیکی برروی ذرات درحالت بدون دبی و ساکن 55
4-3-3-2 اعمال امواج بر روی جریان ایروسل 62
4-4 بررسی تأثیر عوامل موثر در بازده فیلترهای آکوستیکی
در خروجی موتور های دیزل 67
4-4-1 بررسی تأثیر دبی عبوری از محفظه 65
4-4-2 بررسی اثر توان اعمالی امواج 72
4-4-3 بررسی تاثیر دما و فشار 75
4-4-4 تأثیرات فرکانس صدا 77
4-4-5 اثر اندازه ذرات 77
5- فصل پنجم 79
فهرست مراجع 83
ضمیمه 1 85
ضمیمه 2 88
ضمیمه 3 95
فهرست نمودارها
شکل 2-1- حجم انباشت آکوستیک 12
شکل 2-2- حجم واقعی انباشت آکوستیکی 14
شکل 2-3- مکانیزم های آشفتگی 20
شکل 2-4- شکل موج سرعت آکوستیک درشدت بالا 22
شکل 3-1- دستگاه برخورد دهنده چند مرحله ای 31
شکل 3-2- سیستم حذف ذرات بزرگ 32
شکل 3-3- دستگاه شمارنده ذرات 33
شکل 3-4- منبع امواج آکوستیکی 34
شکل 3-5- دستگاه منبع ایجاد سیگنال 35
شکل 3-6- دستگاه Amplifier 36
شکل 3-7- دستگاه فرکانس متر 36
شکل 3-8- بلندگو و horn 37
شکل 3-9- صفحه بازتاب کننده امواج و لوله فلزی برای خروج گازها 38
شکل 3-10- فشار سنج دیجیتالی 38
شکل 3-11- دستگاه تولید کننده ایروسل تک توزیعی 39
شکل 3-12- دستگاه مولد ایروسل چند توزیعی 40
شکل 3-13- دبی سنج 41
شکل 3-14- توزیع اندازه ذرات خروجی از دستگاه تولید کننده ایروسل 43
شکل 4-1- توزیع جرمی ذرات کوچکتر از 10 میکرون خروجی از اگزوز موتورهای دیزلی 46
شکل 4-2- درصد جرمی توزیع ذرات کوچکتر از 10 میکرون خروجی از اگزوز موتورهای دیزلی 46
شکل 4-3- توزیع فشار آکوستیکی در cm10 از بالای لوله 49
شکل 4-4- توزیع فشار آکوستیکی در cm17 از بالای لوله 49
شکل 4-5- توزیع فشار آکوستیکی در cm150 از بالای لوله 50
شکل 4-6- مقایسه نتایج نظری و آزمایشگاهی برای فرکانس 200 (Hz) بر اساس ماکزیمم فشار 51
شکل 4-7- مقایسه نتایج نظری و آزمایشگاهی برای فرکانس 650 (Hz) بر اساس مینیمم فشار 51
شکل 4-8- مقایسه نتایج نظری و آزمایشگاهی برای فرکانس 830 (Hz) بر اساس ماکزیمم فشار 52
شکل 4-9- setup استفاده شده در حالت بدون جریان 54
شکل 4-10- تست نشست آکوستیکی برای حالت بدون دبی و فرکانسHz 200 56
شکل 4-11- محل نقاطی که در آن ایروسل ها به دیواره چسبیده اند 57
شکل 4-12- تست نشست آکوستیکی برای حالت بدون دبی و فرکانسHz 650 58
شکل 4-13- تست نشست آکوستیکی برای حالت بدون دبی و فرکانسHz 830 59
شکل 4-14- setup استفاده شده برای اعمال امواج بر روی جریان (Q=250 L/h 61
شکل 4-15- تست نشست آکوستیکی برای حالت Q=250 L/hourو فرکانسHz 830 62
شکل 4-16- setup استفاده شده برای اعمال امواج بر روی جریان (Q=27.8 L/min) 63
شکل 4-17- تست نشست آکوستیکی برای حالت Q=27.8 L/minو فرکانسHz 830 64
شکل 4-18- setup استفاده شده برای استفاده از ذرات توزیع اندازه مختلف و استفاده از دستگاه شمارنده ذرات 66
شکل 4-19- تاثیر دبی جریان بر بازده فیلتراسیون 68
شکل 4-20- تاثیر زمان اعمال جریان بر اندازه ذرات در مدل سازی عددی 69
شکل 4-21- بررسی تاثیر زمان اعمال امواج در توزیع اندازه ذرات و مقایسه بین نتایج مدل سازی عددی و نتایج آزمایشگاهی در فرکانس 200 Hz در حالت لوله سر بسته 70
شکل 4-22- تاثیر توان الکتریکی امواج بر بازده فیلتراسیون 72
شکل 4-23- تاثیر دما در نرخ انباشت آکوستیکی 74
شکل 4-24- تاثیر فشار گاز در نرخ انباشت آکوستیکی 75
شکل 4-25- تاثیر اندازه ذرات در انباشت آکوستیکی 76
فهرست جداول
جدول 4-1- فرکانس های بحرانی 48
جدول 4-2- توزیع فشار آکوستیکی در فرکانس های مختلف 48
جدول 4-3- بررسی اثر دبی در بازده فیلتراسیون 67
جدول 4-4- بررسی اثر توان صوتی در بازده فیلتراسیون 71
لیست علائم
up سرعت ذره در میدان آکوستیک
η فاکتور گاز برد (entrainment factor)
ω فرکانس زاویه ای آکوستیک
t زمان
φ تعویق فازی حرکت ذره نسبت به تعویق فازی حرکت گاز
Ua دامنه سرعت آکوستیک
زمان استراحت ذره
چگالی ذره
µ لزجت سینماتیکی
d و a قطر ذره
cε بازده برخورد
nv تعدد عددی ذرات کوچک در حجم انباشت بعد از پر شدن
fε بازده پرشدگی
تابع فرکانس انباشت یا ضریب انباشت
g12 تابع تعامل هیدرودینامیکی
pa فشار محیط محفظه انباشت
P فشار آکوستیکی
k عدد موج
ρo چگالی هوا
λ عدد موج
Q دبی جریان ایروسل
V سرعت عبور ذره از میان محفظه
E بازده فیلتراسیون
Nf تعداد ذرات بعد از فیلتراسیون
Ni تعداد ذرات قبل از فیلتراسیون
γ نسبت گرمای ویژه
R ثابت جهانی گازها
CI اشتعال تراکمی
SI اشتعال جرقه ای
فصل اول
مقدمه
زیست موجودات زنده به ویژه انسان در معرض هجوم انواع آلودگیها است که آلودگی هوا یکی از مهمترین آنها است. بسیاری از مراکز صنعتی و تولیدات آنها، از عوامل مهم تولید آلاینده های هوا میباشند و از این میان خودروها سهم عمده این آلودگی را در شهرها به عهده دارند.
به موازات رشد و ترقی جوامع که موجب تخریب طبیعت و در نتیجه آلوده کردن بیشتر آن شده است، سازمانهای حفاظت از محیط زیست با وضع قوانینی، سعی در کاهش آلودگیها دارند. برای کاهش آلودگی هوای ناشی از خودروها، دو روش اساسی وجود دارد:
الف: کاهش تولید آلاینده ها
ب: جلوگیری از انتشار آنها در محیط
کاهش تولید آلاینده ها از طریق بهبود کیفیت سوخت و طراحی بهینه سیستم احتراق و یا دوباره سوزاندن گازهای حاصل از احتراق امکان پذیر است و برای جلوگیری از انتشار آلاینده ها در محیط از سیستم های تصفیه و پالایش گازهای خروجی از اگزوز استفاده می شود. روشهای کاهش تولید آلاینده ها مستلزم صرف هزینه های بسیاری می باشد که امروزه در کشور ما توجیه اقتصادی ندارد، لذا در شرایط کنونی و به عنوان یک راه حل سریع و ارزان، تصفیه گازهای خروجی اگزوز شیوه مناسبتری می باشد. آلایندههای منتشره از موتور خودروها عبارتند از: هیدرو کربن ها (HC)، مونوکسید کربن (CO)، اکسیدهای نیتروژن (NOx) و ذرات معلق.
در موتورهای دیزلی، مهمترین و بیشترین آلودگی را ذرات خروجی اگزوز تشکیل می دهند و بنابراین موضوع این پروژه پالایش گازهای خروجی اگزوز موتورهای دیزلی از ذرات آلاینده میباشد. این موضوع در مرحله اول مستلزم بررسی خصوصیات ذرات آلاینده و در مرحله دوم نیازمند بررسی سیستمهای جداسازی فازهای جامد- گاز از یکدیگر می باشد.
در این تحقیق ذرات آلاینده به عنوان ایروسلهایی با قطر تقریبی 10-01/0 میکرون شناخته شدند که حداکثر تجمع جرمی آنها در محدوده کمتر از 4/0 میکرون است. ایروسل به معنای هر ذره ای اعم از جامد یا مایع که در یک محیط گازی یا اتمسفر معلق باشند و سرعت سقوط آنها قابل اغماض باشد، گفته می شود.
برای جداسازی این ذرات هیچیک از سیستمهای جداسازی گاز- جامد نظیر شوینده ها، فیلترهای الیافی و سیکلونها و فیلترهای الکترواستاتیک مفید واقع نشدند. زیرا برخی از این سیستمها نظیر فیلتر های الیافی، افت فشار زیادی ایجاد می کنند که برای به کارگیری بر روی گازهای خروجی اگزوز مناسب نمی باشد و همچنین برای این توزیع اندازه ذرات، از کارآیی کافی برخوردار نمی باشند و یا بسیار حجیم و بزرگ می شوند. نهایتاً نشست دهنده آکوستیکی (که امروزه به عنوان مکمل سیستم های فیلتراسیون فعلی استفاده می شوند) انتخاب بهتری به نظر آمد و برای عملکرد آن و امکان سنجی استفاده عملی، مطالعات و آزمایشهای جامع تری آغاز گردید.
برای انجام و شروع آزمایشات لازم بود در وحله اول خواص گازهای خروجی از اگزوز موتورهای دیزلی و مکانیزم نحوه عملکرد امواج آکوستیکی در انباشت ذرات را بشناسیم. بدین منظور برای شناخت خواص گازهای خروجی از اگزوز موتورهای دیزلی آزمایشاتی انجام شد که نتایج این آزمایشات در فصول آتی آمده است. در مرحله بعد اطلاعات مربوط به تئوری موضوع جمع آوری شد و از بین تئوری های موجود نظریه آقای سانگ انتخاب و بر این مبنا کد عددی برای مدل سازی انباشت آکوستیکی نوشته شد.
پس این مراحل، شبیه سازی آزمایشگاهی آغاز شد و آزمایشهایی صورت گرفت به این ترتیب که ایروسلهای تولیدی توسط موتورهای دیزلی شبیه سازی شده و عملکرد یک نمونه نشست دهنده آکوستیکی استوانه ای برای حصول کارآیی میانگین حدود 90 درصد در شرایط مختلف بررسی گردید. نتایج آزمایشگاهی نشان میداد که سیستم فیلتراسیون آکوستیکی دارای کارایی بالایی در حذف ذرات معلق در گازها دارد و می توان برای فیلتراسیون گازهای خروجی از موتورهای دیزلی استفاده کرد.
فصول پایان نامه حاضر در برگیرنده مطالبی است که به طور اجمالی جهت گیری و عملکرد ما را در این فعالیت روشن می سازد. فصل دوم در مورد روشهای موجود در فیلتراسیون ذرات معلق در گازها و گازهای خروجی از موتورهای دیزل، بیشینه استفاده از امواج آکوستیکی و تئوری های موجود در زمینه انباشت آکوستیکی می باشد. فصل سوم به بررسی روش مدل سازی عددی، فرضیات مورد استفاده در شبیه سازی و تشریح وسایل و سیستمهای آزمایشگاهی که ساخته یا استفاده شده است می پردازد. در فصل چهارم به شرح نتایج مدل سازی عددی و نتایج آزمایشگاهی می پردازد. فصل پنجم راجع به جمع بندی نتایج آزمایشگاهی ،نتیجه گیری و بحث پیرامون مشکلات عملی و صنعتی شدن طرح می باشد.