توضیحات
عنوان تحقیق: تحلیل و تعیین میزان محصولات احتراق در موتور دیزل دریایی
- چکیده
- مقدمه
- پیشینه کوتاهی از پژوهش
- معرفی عملکرد سیستم تولید قدرت
- روابط انرژی و اگزرژی سیستم
- کمپرسور
- توربین
- خنک کن میانی
- مبدل روغن
- موتور دیزل
- نتایج بحث
- نتیجه گیری
- مراجع
چکیده :
این مقاله به تحلیل انرژی و اگـزرژی و همچنین تعیین میزان محصولات احتراق در سیسـتم تولیـد قـدرت یـك موتـور دیـزل دریـایی 2700kW مـیپـردازد. سیسـتم تولیـد قـدرت شـامل موتـور دیـزل، توربوشـارژر، مـدار خنككـاری دمابـالا و دماپـائین آب و مبـدلهـای حرارتـی مـی باشـد. درون خنـك كـن میانی، دمای هـوای فشـرده شـده بعـد از كمپرسـور بـه وسـیله مـدار دمابـالا و دماپـائین سیستم خنك كـاری كـاهش مـی یابـد. همچنـین، روغـن موتـور درون مبـدل روغـن بـه كمك مدار دماپائین خنك میشـود.
تحلیـل اگـزرژی كمـك مـیكنـد تـا نقـاط بحرانـی كه بیشـترین بازگشـت ناپـذیریهـا در آنهـا رخ مـیدهـد شناسـایی شـوند. نتـایج ایـن تحقیق میتواند بـه منظـور بهبـود عملكـرد سیسـتم مـورد اسـتفاده قـرار گیـرد. نتـایج به دست آمـده نشـان مـیدهـد كـه تخریـب اگـزرژی در موتـور دیـزل 9/41 % اگـزرژی سـوخت ورودی و 9/86 %كـل تخریـب اگـزرژی سیسـتم را شـامل مـیشـود. بـا وجـود اینكــه خنــك كــن میــانی و مبــدل روغــن 18 % اتــلاف حرارتــی سیســتم را شــامل مــیشــوند ولــی كمتــر از 8/1 % از اگــزرژی ســوخت ورودی را هــدر مــی دهنــد. همچنین در حـالی كـه توربوشـارژر نقشـی در تعـادل انـرژی سیسـتم بـازی نمـیكنـد، اما موجب میشود 5/4 % از اگزرژی سوخت ورودی تخریب شود.
مقدمه :
به دنبال كاهش منابع انرژی، تلاشهای زیادی به منظور بهینهسازی فرایندهای حرارتی در سراسر جهان آغاز شده است. به منظور بررسی عملكرد سیستم تولید قدرت كه وابسته به عملكرد زیرسیستمهای آن میباشد، تحلیل قانون دوم نسبت به تحلیل انرژی میتواند مفیدتر باشد؛ چرا كه دید و بینش بهتری نسبت به فرایندهای انجام شده درون سیستم میدهد. تحلیل قانون دوم بین انرژی های باكیفیت، مثل كارمحوری، و انرژیهای سطح پائین تمایز قائل می شود. برای تحلیل قانون دوم ، اگزرژی (توانایی انجام كار) یك مفهوم كلیدی به شمار میآید. اگزرژی یك حالت خاص از مفهوم اساسی تر انرژی دسترس پذیر می باشد كه توسط گیبس [1 [ معرفی شده است. اگزرژی بیانگر پتانسیل موجود برای انجام كار مفید میباشد. بنابراین كمیتی است كه بیانگر كیفیت موجود است. برخلاف انرژی، اگزرژی میتواند به واسطه پدیده هایی مثل احتراق، اصطكاك، اختلاط و اختناق از بین برود. جزئیات مربوط به روابط موجود را میتوان در مراجع [6-2 [یافت
موتورهای دیزل كاربردهای وسیعی دارند. آنها دارای ضریب عملكرد بالایی هستند و با استانداردهای زیستمحیطی سازگاری بهتری دارند. معمولاً موتورهای دیزل دارای راندمان 35 %می باشند و حدود 50 % از انرژی سوخت ورودی به وسیله آب خنك كننده و گازهای خروجی هدر میرود. در موتورهای احتراق داخلی بهرهبرداری ناقص از انرژی سوخت برای تولید به كار مفید، ناشی از تخریب اگزرژی است كه معمولاً به عنوان بازگشتناپذیری شناخته میشود. كاهش بازگشت ناپذیری ها میتواند موجب عملكرد بهتر موتور و بهره برداری مناسبتر از انرژی سوخت شود. به منظور كاهش بازگشتناپذیریها ابتدا بایستی میزان آنها را به طور كمی مشخص نمود. میزان تخریب اگزرژی میتواند به واسطه تحلیل قانون دوم ارزیابی شود. شناخت مكانهایی كه در آنها تخریب اگزرژی رخ میدهد، میتواند یك راهنما برای مكانهایی باشد كه پتانسیل بهبود عملكرد در آنها وجود دارد. كاربردهای تحلیل قانون دوم در موتورهای احتراق داخلی را میتوان اینگونه بیان نمود [6[ :
- بررسی میزان پتانسیل هر قسمت برای تولید كار مفید
- شناخت فرایندهایی كه در آنها تخریب اگزرژی رخ میدهد، مشخص نمودن منابع تخریب اگزرژی و مقدار آن
- بررسی تأثیر پارامترهای مختلف طراحی و ترمودینامیك در تخریب اگزرژی
- پیشنهاد اقداماتی برای حداقل نمودن میزان تخریب اگزرژی به منظور افزایش راندمان كلی سیستم
- پیشنهاد روشهایی برای بهرهبرداری از انرژیهایی كه در حال حاظر از آنها استفاده نمیشود و از سیستم خارج میشود، نظیر گازهای خروجی از اگزوز
- تعیین راندمان قسمتهای مختلف، كه به واسطه آن میتوان عملكرد آنها را مورد بررسی و مقایسه قرار داد و اقدامات اصلاحی در هریك را به طور كمی ارزیابی نمود.
پیشینه کوتاهی از پژوهش :
در دهههای گذشته، پژوهشهای بسیاری در مورد قانون دوم ترمودینامیك برای موتورهای احتراق داخلی صورت گرفته كه بیشترین آنها طی بیست سال اخیر بوده است. یكی از كلی ترین آنها پژوهش كتون [7[ است. كانوغلو و همكاران [8 [تخریب اگزرژی در یك موتور دیزل نیروگاهی را مورد بررسی قرار دادند. همچنین آبوسوغلو و كانوغلو [9 [ در كاری مشابه، یك موتور دیزل در سیستم تولید همزمان كار و حرارت را از لحاظ تحلیل قوانین اول و دوم مورد بحث قرار دادهاند.
دراین مقاله، سیستم تولید قدرت یك موتور دیزل دریایی، از لحاظ قوانین اول و دوم ترمودینامیك تحلیل میشود. برای این منظور، میزان مصرف انرژی و اگزرژی در اجزای مختلف سیستم از جمله كمپرسور، توربین، خنككن میانی، مبدل روغن و موتور دیزل مورد بررسی قرار میگیرد و سهم هریك در مصرف انرژی و تخریب اگزرژی سوخت ورودی مشخص میشود تا میزان محصولات احتراق مشخص شود.
.
معرفی عملکرد سیستم تولید قدرت
سیستم قدرت شامل موتور دیزل، توربوشارژر (متشكل از كمپرسور و توربین)، خنككن میانی و مبدل روغن میباشد. شماتیك كلی سیستم در شكل 1 نشان داده شده است. همچنین مشخصات موتور به كار رفته در سیستم تولید قدرت در جدول 1 آمده است [10[ .
وقتی موتور شروع به كار میكند هوای محیط توسط كمپرسور توربوشارژر فشرده میشود. توربوشارژر شامل كمپرسور و توربین میباشد كه توسط یك محور به یكدیگر متصل شدهاند. گازهای خروجی از موتور دیزل پس از عبور از توربین مقداری از انرژی خود را به آن داده و انرژی مورد نیاز كمپرسور را تأمین میكنند. قبل از اینكه هوا وارد موتور دیزل شود درون خنككن میانی سرد می شود.
هوای ورودی به خنك كن میانی توسط آب مدار دماپائین و دمابالا خنك میشود. مدار دمابالا وظیفه خنك كاری بلوك موتور و هوای خروجی از كمپرسور را دارد، در حالی كه مدار دماپائین وظیفه خنك كاری روغن موتور و هوای خروجی از كمپرسور را دارد. روغن به منظور خنككاری و روغنكاری اجزای موتور مورد استفاده قرار میگیرد. جداول 2 و 3 كه براساس اطلاعات موجود سیستم تولید قدرت استخراج شده اند به ترتیب دما و میزان انتقال حرارت در قسمتهای مختلف سیستم را نشان میدهند.
توجه:
- برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
- لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.
به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.
سفارش تحقیق
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.