پایان نامه امکان سنجی فیلتراسیون آکوستیکی جهت جذب ذرات خروجی از اگزوز موتورهای دیزل
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.
فهرست
فصل اول: مقدمه۱
۲- فصل دوم: مروری بر ادبیات و اصول و مبانی نظری۴
۲-۱ مقدمه۵
۲-۲ سیستم جدا ساز ذرات معلق در گازها۸
۲-۲-۱ صافی های کیسه ای۸
۲-۲-۲ ته نشین کننده های ثقلی۸
۲-۲-۳ شوینده ها۹
۲-۲-۴ سیکلونها۹
۲-۲-۵ نشست دهنده الکتروستاتیک۹
۲-۳ زمینه تاریخی۱۰
۲-۴ مکانیزمهای انباشت آکوستیک۱۱
۲-۴-۱ فعل و انفعالات اورتوکینتیک۱۱
۲-۴-۲ فعل و انفعالات هیدرودینامیک۱۷
۲-۴-۳ واکنشهای آشفتگی آکوستیک۲۰
۲-۴-۴ روان سازی آکوستیک۱۹
۲-۴-۵ توده آکوستیک۲۳
۲-۵ مدلهای شبیه سازی فعلی۲۴
۲-۵-۱ مدل وولک۲۴
۲-۵-۲ مدل شو۲۵
۲-۵-۳ مدل تیواری۲۵
۲-۶ مدل سانگ۲۵
۳-فصل سوم: روشها و تجهیزات۲۷
۳-۱ مقدمه۲۸
۳-۲ روش شبیه سازی انباشت آکوستیک۲۸
۳-۲-۱ فرضیات انجام شده در مدل سازی۲۸
۳-۲-۲ الگورِیتم مدل سازی۲۹
۳-۳ سیستم آزمایشگاهی فیلتراسیون آکوستیکی۳۰
۳-۳-۱ سیستم آزمایشگاهی اندازه گیری توزیع اندازه ذرات۳۰
۳-۳-۲ آزمایشات مربوط به دستگاه نشت دهنده آکوستیکی۳۳
۳-۳-۳ مواد مورد استفاده۴۱
۳-۴ کالیبراسیون وسایل آزمایشگاهی ۴۳
۴- فصل چهارم: نتایج و تفسیر آنها۴۵
۴-۱ مقدمه۴۶
۴-۲ نتایج آزمایشگاهی۴۷
۴-۲-۱ اندازه گیری توزیع اندازه و غلظت کلی ذرات
خروجی از اگزوز موتورهای دیزلی۴۶
۴-۳ آزمایشات مربوط به دستگاه نشست دهنده آکوستیکی۴۹
۴-۳-۱ آزمایش بدست آوردن فرکانس های بحرانی۴۹
۴-۳-۲ رسم پروفیل فشار آکوستیکی در طول لوله۵۲
۴-۳-۳ اعمال امواج آکوستیکی بر روی جریان ایروسل۵۵
۴-۳-۳-۱ اعمال امواج آکوستیکی برروی ذرات درحالت بدون دبی و ساکن۵۵
۴-۳-۳-۲ اعمال امواج بر روی جریان ایروسل۶۲
۴-۴ بررسی تأثیر عوامل موثر در بازده فیلترهای آکوستیکی در خروجی موتور های دیزل۶۷
۴-۴-۱ بررسی تأثیر دبی عبوری از محفظه۶۵
۴-۴-۲ بررسی اثر توان اعمالی امواج۷۲
۴-۴-۳ بررسی تاثیر دما و فشار۷۵
۴-۴-۴ تأثیرات فرکانس صدا۷۷
۴-۴-۵ اثر اندازه ذرات۷۷
۵- فصل پنجم۷۹
فهرست مراجع۸۳
ضمیمه ۱۸۵
ضمیمه ۲۸۸
ضمیمه ۳۹۵