امكان سنجی فیلتراسیون آكوستیكی جهت جذب ذرات خروجی از اگزوز موتورهای دیزل

امكان سنجی فیلتراسیون آكوستیكی جهت جذب ذرات خروجی از اگزوز موتورهای دیزل

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 مكانیزمهای انباشت آكوستیك…………………………………………………………………………………………………… 11

2-4-1 فعل و انفعالات اورتوكینتیك…………………………………………………………………………………………………. 11

2-4-2 فعل و انفعالات هیدرودینامیك………………………………………………………………………………………………. 17

2-4-3 واكنشهای آشفتگی آكوستیك………………………………………………………………………………………………. 20

2-4-4 روان سازی آكوستیك……………………………………………………………………………………………………………. 19

2-4-5 توده آكوستیك……………………………………………………………………………………………………………………….. 23

2-5 مدلهای شبیه سازی فعلی……………………………………………………………………………………………………………. 24

2-5-1 مدل وولك………………………………………………………………………………………………………………………………. 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 آكوستیك………………………………………………………………………………………….. 28

3-2-1 فرضیات انجام شده در مدل سازی………………………………………………………………………………………… 28

3-2-2 الگورِیتم مدل سازی……………………………………………………………………………………………………………….. 29

3-3 سیستم آزمایشگاهی فیلتراسیون آكوستیكی……………………………………………………………………………. 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 كالیبراسیون 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 فركانس 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 آكوستیك…………………………………………………………………………………………………………… 12

شکل 2-2- حجم واقعی انباشت آكوستیكی………………………………………………………………………………………………. 14

شكل 2-3- مكانیزم های آشفتگی………………………………………………………………………………………………………………… 20

شكل 2-4- شكل موج سرعت آكوستیك درشدت بالا…………………………………………………………………………………. 22

شكل 3-1- دستگاه برخورد دهنده چند مرحله ای……………………………………………………………………………………… 31

شكل 3-2- سیستم حذف ذرات بزرگ…………………………………………………………………………………………………………. 32

شكل 3-3- دستگاه شمارنده ذرات……………………………………………………………………………………………………………….. 33

شكل 3-4- منبع امواج آکوستیکی………………………………………………………………………………………………………………. 34

شكل 3-5- دستگاه منبع ایجاد سیگنال………………………………………………………………………………………………………. 35

شكل 3-6- دستگاه Amplifier………………………………………………………………………………………………………………… 36

شکل 3-7- دستگاه فرکانس متر…………………………………………………………………………………………………………………… 36

شكل 3-8- بلندگو و horn………………………………………………………………………………………………………………………….. 37

شكل 3-9- صفحه بازتاب كننده امواج و لوله فلزی برای خروج گازها………………………………………………………… 38

شكل 3-10- فشار سنج دیجیتالی………………………………………………………………………………………………………………… 38

شكل 3-11- دستگاه تولید کننده ایروسل تک توزیعی………………………………………………………………………………. 39

شكل 3-12- دستگاه مولد ایروسل چند توزیعی…………………………………………………………………………………………. 40

شكل 3-13- دبی سنج…………………………………………………………………………………………………………………………………. 41

شكل 3-14- توزیع اندازه ذرات خروجی از دستگاه تولید كننده ایروسل………………………………………………….. 43

شكل 4-1- توزیع جرمی ذرات كوچكتر از 10 میكرون خروجی از اگزوز موتورهای دیزلی………………………. 46

شكل 4-2- درصد جرمی توزیع ذرات كوچكتر از 10 میكرون خروجی از اگزوز موتورهای دیزلی………….. 46

شكل 4-3- توزیع فشار آكوستیكی در ^cm10 از بالای لوله…………………………………………………………………………. 49

شكل 4-4- توزیع فشار آكوستیكی در ^cm17 از بالای لوله…………………………………………………………………………. 49

شكل 4-5- توزیع فشار آكوستیكی در ^cm150 از بالای لوله………………………………………………………………………. 50

شكل 4-6- مقایسه نتایج نظری و آزمایشگاهی برای فركانس 200 (Hz) بر اساس ماكزیمم فشار………… 51

شكل 4-7- مقایسه نتایج نظری و آزمایشگاهی برای فركانس 650 (Hz) بر اساس مینیمم فشار…………. 51

شكل 4-8- مقایسه نتایج نظری و آزمایشگاهی برای فركانس 830 (Hz) بر اساس ماكزیمم فشار………… 52

شكل 4-9- setup استفاده شده در حالت بدون جریان…………………………………………………………………………….. 54

شكل 4-10- تست نشست آكوستیكی برای حالت بدون دبی و فركانسHz 200…………………………………. 56

شكل 4-11- محل نقاطی كه در آن ایروسل ها به دیواره چسبیده اند………………………………………………………. 57

شكل 4-12- تست نشست آكوستیكی برای حالت بدون دبی و فركانسHz 650 …………………………………. 58

شكل 4-13- تست نشست آكوستیكی برای حالت بدون دبی و فركانسHz 830 …………………………………. 59

شكل 4-14- setup استفاده شده برای اعمال امواج بر روی جریان (Q=250 L/h……………………………… 61

شكل 4-15- تست نشست آكوستیكی برای حالت Q=250 L/hourو فركانسHz 830 ………………….. 62

شكل 4-16- setup استفاده شده برای اعمال امواج بر روی جریان (Q=27.8 L/min)…………………….. 63

شكل 4-17- تست نشست آكوستیكی برای حالت Q=27.8 L/minو فركانسHz 830 ………………….. 64

شكل 4-18- setup استفاده ش
ده برای استفاده از ذرات توزیع اندازه مختلف و استفاده از دستگاه شمارنده ذرات 66

شكل 4-19- تاثیر دبی جریان بر بازده فیلتراسیون…………………………………………………………………………………….. 68

شكل 4-20- تاثیر زمان اعمال جریان بر اندازه ذرات در مدل سازی عددی……………………………………………. 69

شكل 4-21- بررسی تاثیر زمان اعمال امواج در توزیع اندازه ذرات و مقایسه بین نتایج مدل سازی عددی و نتایج آزمایشگاهی در فركانس 200 Hz در حالت لوله سر بسته………………………………………………………………………………………………. 70

شكل 4-22- تاثیر توان الكتریكی امواج بر بازده فیلتراسیون……………………………………………………………………… 72

شكل 4-23- تاثیر دما در نرخ انباشت آكوستیكی………………………………………………………………………………………. 74

شكل 4-24- تاثیر فشار گاز در نرخ انباشت آكوستیكی……………………………………………………………………………… 75

شكل 4-25- تاثیر اندازه ذرات در انباشت آكوستیكی………………………………………………………………………………… 76

فهرست جداول

جدول 4-1- فرکانس های بحرانی………………………………………………………………………………………………………………… 48

جدول 4-2- توزیع فشار آكوستیكی در فركانس های مختلف…………………………………………………………………….. 48

جدول 4-3- بررسی اثر دبی در بازده فیلتراسیون……………………………………………………………………………………….. 67

جدول 4-4- بررسی اثر توان صوتی در بازده فیلتراسیون……………………………………………………………………………. 71