عملیاتهای پس از احتراق

اختصاصی از فی فوو عملیاتهای پس از احتراق دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)تعداد صفحات128  

مقدمه :

برای کاهش انتشار مواد ناخالص موتورها استانداردهایی معین شده است. این عملیاتها ابتدا برای موتورهای احتراق جرقه ای در لوله اگزوز بکار گرفته شد . طبق مقررات این عملیات با مونوکسید کربن و ئیدروکربن نسوز که از یک اکسید کنندة ساده تشکیل شده بود انجام می شد . این عملیات مشکلات را زیاد کرد ولی برای موتورهای دیزلی این بهترین و آسانترین روش بود . انتشار زیاد  منجر به طرح و استفادة زیاد از کاتالیزور 3 مرحله‌ای برای وسایلی که با بنزین کار می‌کنند ،‌ شد ، ‌همچنین برای کاهش اکسیدها و آلودگیهای مربوط به آن و همچنین کاهش اکسیدهای نیتروژن نیز بکار گزفته می شود . برای جلوگیری از انتشار آلودگی توسط موتورهای دیزلی از فیلترها ( صافیهای ) مخصوصی استفاده می شود . هدف این روش ، بر قراری تعادل شیمیایی در سیستم خروجی موتور و تشخیص ترکیب ناخالصی که ممکن است که در مخلوط بخار آب و دی اکسید کربن گرفتار شود ، قبل از آنکه از لوله آن روز خارج شود . این فصل ، در مورد واکنشهای اکسیدهای ( واسطه ) کاتالیزو و روش سه مرحله ای آن در هنگام احتراق پرداخته است . کاتالیزور ( واسطه ها ) ( اکسیداسیون کاتالیزور ) در موتورهای دیزلی با نصب فیلترهای ( صافیهای ) مخصوصی مورد آزمایش و بررسی قرار گرفت و مشکلاتی‌بوجود آمد که از احتراق و دود تولید شده که توسط صافیها‌گرفته‌شده‌بود‌نیز

مورد بررسی قرارگرفت .

-شرایط فیزیکی و ترکیبات گازهای خروجی قبل از عملیات

  دمای گازهای خروجی در هنگام درجا زدن موتور بین 300  تا  است و روشن شدن کامل موتور دما در حدود  است و سپس احتراق در موتور صورت می گیرد : بخار گازها بصورت موجی به سمت سیستم خروجی ( لوله اگزوز ) سرازیر می شوند و برای موتورها حد متوسط این گازها بین  10 و 150 متر مکعب بر ساعت ، این گازها افزایش پیدا می کنند و با زیاد شدن سرعت و بار موتور با شتاب از لولة اگزوز خارج می‌شوند . میزان گازهای خروجی به نصبت میزان سوخت به هوا بستگی دارد . این گازهای خروجی شامل برخی اکسیژنهای اضافی هستند ( مخلوط رقیق ترکیبات سوختی بدون مواد قابل احتراق کافی ) یا میزان زیادی مونوکسیدکربن ( مخلوط غلیظ ) . هنگامی که موتور کار می کند این ترکیب نیز بصورت موجی به سمت لوله اگزوز حرکت می کند. گاز خروجی از یک موتور اشتعالی جرقه ای یک کمپلکس ( مخلوط اکمپلکسی ) است که سه نوع ترکیب زیر را در بر دارد ( درب می گیرد ، شامل می شود ) : 1- ترکیبات شیمیایی اکسید کننده :  اکسیژن : 2/0 تا 2% در حجم – اکسیدهای نیتروژن :  ( 01/0 تا 4/0 درصد ) ، مونواکسید نیتروژن کمتر از 100  ) – 2 کاهش ترکیبات شیمیایی : مونواکسید کربن : 1/0 تا 6/0 درصد – هیدروژن 5/0 تا 2/0 در صد – هیدروکربنهای نسوز : 5/0 تا 1 درصد

این مقوله ، هیدروکربنهای فعال و محصولات اکسیداسیون ( الدئیدها و غیره ) را شامل می شود :

3 ترکیبات دیگر : نیتروژن 70 تا 75% بخار آب : 10 تا 12% دی اکسید کربن 15 تا 5/13 درصد دی اکسید سولفور : 15 تا 60  ، ترکیبات دیگر ، همچون موادی که برای افزایش دادن برخی ویژگیها به سوخت اضافه می شود و یا زم کننده هایی که برای خنثی سازی کاتالیزور مستعد هستند شامل ( سرب ، روی و فسفر ) همانگونه که در فصل 10 اشاره شده است . تمام فرمهای فعال برچسب اهمیت و نوع واکنش و نفوذ پذیری ترمودینامیکی ( در جدول 2/10 ) توضیح داده شده است ) ترکیبات قبل از خروج ، برای کاهش دادن کودگی باید عمل احتراق را انجام دهند ( احتراق پیدا کنند ) ، و این احتراق به تعادل شیمیایی منجر می شود .

: مکانیسمهای واسطه ای ( کاتالیک )

: افزایش اکسیژن در گاز خروجی ، اکسیداسیون کاتالیزور تمام واکنشهای زیر را کنترل می کند :

اکسیداسیون  با اکسیژن در 4 مرحله انجام می شود :

   گاز

 گاز

گاز

گاز  گاز

واکنشهای ( 4-12 ) و ( 5-12 ) به  گازی منجر می شوند . در مخلوط غنی ، تراکم مولکولهای  ( پلاریزه نسبتا زیاد ) بر روی کاتالیزورهای  ، اکسیداسیون توسط اکسیژن را دشوار می کند . برای به حرکت واداشتن ( راه اندازی )  تراکم یافته بر روی کاتالیزور باید دما به  تا  برسدتا دستیابی به اکسیژن برای اکسیداسیون فراهم شود . اکسیژن تجزیه می شود ( واکنش 3-12 ) و واکنش از نوع ( 4-12 ) تبدیل می شود شروع می شود . این واکنش در وضعیتهای جدیدی ( به شکلهای گوناگونی ) آزاد می شود و بطور ناگهانی با  واکنش نشان می دهد . در فلزات قیمتی (  و  ) = میزان اکسیداسیون  در شرایط ثابت 500  است : غلظت تمامی معرفها معادله زیر را بوجود می آورد :

این اصل اول سیتیک را با توجه به اثر باز دارنده آن بر  نشان می دهد . در عوض ،  تلاش می کنند ، بر روی تمامی انها تأثیر بگذارند . در رُدیم جذب سطحی شیمیایی اکسیژن در دمای بالای صورت می گیردو از اکسیداسیون  به  جلو گیری به عمل می آید .

: مکانیسم اکسیداسیون هیدروکربن

واکنش زیر ، وجود اکسیژن اضافی و اکسیداسیون در کاتالیزور را نشان می دهد :

اکسیداسیون هیدروکربنها را می توان مثل غلظت  بیان کرد .  و  در اینگونه واکنشها اثر بازدارنده دارند .

مکانیسم کاهش اکسید نیتروژن

به جز حرارتهای خیلی زیاد ، ملکول  حالت ترمودینامیکی ناپایداردارد . بنابراین موضوع ترمودینامیک برای تجزیة نیتروژن به مولکول اکسیژن مطرح می شود که واکنش آن به شکل زیر است :

این واکنش گرما زا است و در حضور کاتالیزور و در حالت تر مودینامیکی چندان مشکل نیست و به راحتی منتقل می شود.