MIT-kirjastot [email protected]

Polttokammiokertymiä esiintyy lähes kaikissa polttomoottoreissa muutaman sadan käyttötunnin jälkeen. Saostumia muodostuu sylinterin, männän ja pään pinnoille, jotka ovat kosketuksissa polttoaine-ilmaseoksen kanssa moottorin syklin aikana. Saostumien vaikutuksia ovat muun muassa moottorin NOx-päästöjen lisääntyminen, oktaanivaatimuksen kasvu sekä muutokset liekin nopeudessa ja termisessä hyötysuhteessa. Kehitetään kehys niiden fysikaalisten ja kemiallisten prosessien tutkimiseksi, jotka vaikuttavat palotilan saostumien muodostumiseen. Aluksi kehitetään hypoteesi saostumien muodostumisen yleisestä mekanismista tarkastelemalla aihetta koskevia aiempia tutkimuksia. Tämän mekanismin keskeisiä piirteitä ovat saostuman esiasteiden muodostuminen polttoaineesta ja ilmasta liekin sammuessa moottorin seinämän kohdalla, näiden lajien diffuusio- ja konvektiokulkeutuminen seinämään ja tiivistyminen tai adsorptio seinämän pinnalle. Tässä työssä kehitetyllä koejärjestelmällä ja -menetelmällä on tarkoitus saada tietoa näiden prosessien välisestä vuorovaikutuksesta ja erityisesti tutkia kemiallisia mekanismeja, jotka vaikuttavat saostuman esiasteiden muodostumiseen. Jäähdytettyä matalapaineista tasoliekkipoltinta käytetään tuottamaan tasaista propaani-ilmaliekkiä, joka on seostettu tolueenilla, joka on tunnettu saostumia muodostava laji.

(jatkuu) Pitoisuus- ja lämpötilaprofiileja mitataan infrapunaspektroskopian ja kaasukromatografiatekniikan avulla. Kokeiden yhteydessä kehitetään yksiulotteinen numeerinen malli, jolla voidaan simuloida liekin sammumista laskeuman kanssa erilaisissa olosuhteissa, jotka ulottuvat matalapaineisista, tasaisen tilan polttimokokeista korkeapaineisiin, nopeasti muuttuviin moottoriolosuhteisiin, käyttäen kemiallisia esiasteiden muodostumismekanismeja, jotka voidaan määrittää kokeellisesti. Laskeuman mallintaminen yksinkertaistetuilla kemiallisilla mekanismeilla paljastaa, että kondensaation avulla tapahtuva laskeuma voi toistaa muiden tutkijoiden kokeissa havaitsemat suuntaukset; adsorptio voi kuitenkin edelleen olla myötävaikuttava tekijä. Kokeelliset havainnot tolueenilla seostetuista liekeistä osoittavat hapettuneiden yhdisteiden, kuten bentsaldehydin ja bentsofuraanin, muodostumista, jotka ovat todennäköisiä laskeuman lähtöaineita. Tässä työssä kehitetyt menetelmät ovat lupaavia tärkeiden polttoainekomponenttien saostumien esiasteiden ja muodostumismekanismien määrittämiseksi sekä kaasufaasiprosessien roolin selvittämiseksi palotilan saostumien muodostumisessa.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.