تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلی
تبلیغات
آفرینش

تهران سازان

جملات کاربران:
برخی از محصولات فروشگاه نواندیشان بهترین مدیر، مسئول و کاربر انجمن در مردادماه
تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلیطرح توجیهی کویرنوردی یزد تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلینقشه کد کامل تهران به صورت قطعه بندی شده تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلیمجموعه کامل آموزش Solidworks تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلی تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلی
تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلینقشه gis منطقه 1 تهران تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلینقشه کد نقشه gis منطقه 15 تهران تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلینقشه gis منطقه 17 تهران
تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلینقشه gis منطقه 2 تهران تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلینقشه GIS کل تهران تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلینقشه gis منطقه 6 تهران
تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلینقشه gis منطقه 3 تهران تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلینقشه gis منطقه 11 تهران تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلینقشه gis منطقه 12 تهران sam arch آرتاش

جديد ترين اطلاعیه های انجمن نواندیشان و اخبار همایش ها و مطالب علمی را از این پس در کانال تلگرام نواندیشان دنبال کنيد

درخواست و دانلود مقالات علمي رايگان | فهرست آموزش های گروه انقلاب آموزشی | مسابقات تالارها | ترجمه مقالات تخصصی با قیمت دانشجویی
صفحه 2 از 5 نخستنخست 12345 آخرینآخرین
نمایش نتایج: از شماره 11 تا 20 , از مجموع 46

موضوع: تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلی

  1. #11
    کاربر فعال

    تاریخ عضویت
    28-08-2009
    نوشته ها
    3,957
    سایر رشته ها
    سپاس
    1
    162 سپاس در 139 پست
    امتياز:13034Array

    پیش فرض پاسخ : موتورهای شش زمانه

    عوامل موثر در افزايش راندمان حرارتی و کاهش مصرف سوخت و آلايندگی:

    1. گرمای هدر رفته از سر سيلندر موتورهای متداول در طی خنک کاری در موتورهای شش زمانه، با احاطه کردن محفظه ی احتراق توسط محفظه ی گرمکن بازيافت می شود.

    2. بعد از مکش، هوا در محفظه ی گرمکن متراکم می شود و طی 360 درجه زاويه ميل لنگ در محفظه ی بسته است. (احتراق خارجی).

    3. تبادل گرمای ديواره های خيلی نازک محفظه ی احتراق به محفظه ی گرمکن، دما و فشار گازهای منبسط شده و تخليه شده از محفظه ی احتراق را کاهش می دهد.

    4. احتراق و انبساط بهتر گازهايی که طی 540 درجه گردش ميل لنگ، 360 درجه را در محفظه ی احتراق بسته هستند و 180 درجه برای منبسط شدن و مرحله کار.

    5. ديواره های سوزان محفظه ی احتراق اجازه می دهد که هر سوختی و باقيمانده ته نشين ان به بهترين نحو و به طور مطلوب بسوزد.

    6. تقسيم کار: دو انبساط (مراحل قدرت) طی شش زمان يا يک سوم کار مفيد که نسبت به موتورهای چهار زمانه بيشتر است.

    7. بهتر پر شدن سيلندر در مکش به علت دمای پايين ديواره ی سيلندر و سر سيلندر.

    8. برخلاف موتورهای چهار زمانه که تخليه و مکش بعد از هم رخ می دهند در موتورهای شش زمانه، مکش در مرحله ی اول رخ می دهد و تخليه در مرحله ی چهارم رخ می دهد که تلاقی گازهای خروجی با گازهای تازه ی مکش حذف می شود.

    9. کاهش زياد قدرت سيستم خنک کاری به طوری که امکان دارد نياز به خنک کاری با آب نباشد و پمپ آب و فن ها هم کاهش پيدا کنند.

    10. اينرسی کم به علت سبک بودن قطعات محرک

    11. کاهش پيدا کردن دمای روغن. با احتراق در محفظه ی بسته، دمای بالا کمتر به روغن فشار می اورد و رقيق شدن کاهش می يابد، حتی در هوای سرد.

    از انجايی که موتورهای شش زمانه يک سوم موتورهای چهار زمانه تخليه و مکش دارند، افت فشار روی پيستون در مکش و فشار خروجی اگزوز در تخليه به نسبت يک سوم کاهش پيدا می کند.

    تلفات اصطکاک با تقسيم بهتر فشار روی قطعات متحرک، تعديل شده اند به اين دليل که کار در طی دو مرحله اجرا می شود و احتراق مستقيم حذف شده است.



    مزاياي مهم موتورهاي شش زمانه :

    * کاهش مصرف سوخت به مقدار کمتر از %40 :

    قدرت مخصوص موتور شش زمانه از موتور بنزينی چهار زمانه کمتر نيست، افزايش راندمان حرارتی جبرانی برای تلفات سبب شده دو مرحله به ان اضافه شود.



    * دو انبساط (کار) در شش حرکت:

    از ان جايی که سيکل های کار در دو مرحله رخ می دهد (360 درجه از 1080 درجه) يا %8 بيشتر نسبت به موتور چهار زمانه (180 درجه از 720 درجه) گشتاور بيشتر دارد. اين امر منجر می شود که در سرعت پايين، عمليات بدون تاثير چشمگير روی مصرف سوخت به ارامی کار کند، در واقع احتراق تحت تاثير سرعت خودرو نمی باشد. اين مزايا در بهبود عملکرد خودرو در ترافيک خيلی مهم هستند.

    * چند گانه سوز بودن:

    چند گانه سوز بودن برابر برتری است. موتور شش زمانه ميتواند سوخت های مختلف مصرف کند، از هر نوعی (فسيل يا گياهی) از ديزل تا ال پی جی ( LPG ) يا روغن حيوانی. اختلاف در اشتعال پذيری يا نسبت ضد کوبش هم اکنون هيچ مسئله ای در احتراق ندارد.

    ساختمان استاندارد يک موتور بنزينی و نسبت تراکم کم محفظه ی احتراق موتور های شش زمانه مانع از اين نمی شود که ان سوخت ديزل استفاده کند. همچنين سوخت الکل متيليک بفرمولCH3 OH برای ان بهتر است.





    * کاهش چشمگیر در الایندگی:

    از يک طرف به تناسب مصرف مخصوص سوخت، الودگی صوتی، حرارتی و شيميايی کاهش می يابند و از طرف ديگر موتورها خصوصياتی دارند که به کاهش چشمگير الاينده های هيدرو کربن، مونوکسيد کربن و نيترات ها (HC, CO and NOX )کمک می کند. از اين گذشته قابليت کار کردن اين موتورها با سوختهای گياهی و گازهايی با الايندگی کم، به انها کيفيتی می دهد که با سخت ترين استانداردها مطابقت می کند.

    * سوخت مايع:

    کاهش زياد مصرف مخصوص بايد استفاده از سيستم ال پی جی را جالب کند به دليل قيمت پايين ان و کمتر بودن الايندگی نسبت به بنزين. به علاوه با يک سيستم عامل يکسان ، حجم مخزن ها برابر مخزن های کنونی هست که مسافت بيشتری را می تواند با همان مخزن طی کند بنابراين می توان ان را کوچکتر در نظر گرفت.

    * قيمت قابل قياس با موتور چهار زمانه:

    موتور شش زمانه هيچ تغيير اساسی نياز ندارد . همه ی تجربه های تخصصی- صنعتی و روش های توليد بدون تغيير باقی می ماند.

    قيمت ساخت سر سيلندر (محفظه ی احتراق و محفظه ی گرما) با ساده سازی چندين عنصر تعديل می شود، مخصوصا با سبک سازی قطعات متحرک، کاهش سيستم خنک کاری، ساده سازی پاشش مستقيم بدون شمع و غيره ... کاهش اندازه مخزن و جای ان در خودرو که قابل ملاحظه هستند.



    نتيجه گيري

    در اين زمان هيچ راه حلی برای جايگزينی موتورهای احتراق داخلی وجود ندارد. تنها پيشرفت های تکنولوژی حاضر، با زمان معقول و محدوديت های مالی می تواند به ان کمک کند. موتور شش زمانه در اين نگاه می گنجد. پذيرش صنعت خودروسازی می تواند يک تاثير عظيم روی محيط زيست و اقتصاد جهانی بگذارد. موتوری که 40% صرفه جويی در مصرف سوخت و 60 تا 90 درصد (بستگی به نوع سوخت دارد) کاهش الايندگی دارد.

    مصرف سوخت برای خودروهای سايز متوسط بايد بين 4 تا 5 ليتر در 100 کيلومتر باشد و 3 تا 4 ليتر برای خودروهای کوچک می باشد.

    خودروهای با موتور شش زمانه می توانند تا 3 تا 5 سال ديگر در بازار جهانی عرضه شوند.

    قايق موتوری ها ( موتورهای درون و بيرون کشتی) ممکن است که پيشنهاد يک بازار فروش بزرگ برای اين موتورها ارائه دهند. مشخصات انها کاملا با فوايد موتورها وفق می باشد. ( اقتصادی، ايمنی ، ساده سازی و کاهش الودگی صوتی و شيميايی). از اين گذشته، استفاده از سوخت های مختلف به غير از گازوئيل می تواند خطرهای انفجار را به طور زياد کاهش دهد.

    استفاده از سوخت های گياهی (غير فسيلی) گازهای طبيعی و ديگر سوختها در موتور پرقدرت و ساده، کار کردن با کمترين تنظيم و بدون الايندگی، در اين موتور می تواند مزايای زيادی داشته باشد که استفاده از ان را در دستگاههای ژنراتور، پمپ ها، موتور های ساکن، کشاورزی و صنعت ممکن سازد.
    داستایوفسکی: تغییر کردن خیلی سخته،شبیه یکی دیگه بودن آسونه،ولی یکی دیگه بودن سخته......
    لئوناردو داوینچی
    : مکانیک بهشت ریاضیات است.زیرا در اینجاست که ما به زیباییهای ریاضیات پی می بریم.
    علی دایی:
    من همیشه رو بازی میکنم و هیچوقت زیر و رو نکشیدم .......
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]





  2. # ADS
    Circuit advertisement
    تاریخ عضویت
    Always
    نوشته ها
    Many
    آفرینش گستر
     

  3. #12
    کاربر فعال

    تاریخ عضویت
    28-08-2009
    نوشته ها
    3,957
    سایر رشته ها
    سپاس
    1
    162 سپاس در 139 پست
    امتياز:13034Array

    انواع موتورهاي احتراق داخلي

    انواع موتورهاي احتراق داخلي

    1- انواع موتورهاي احتراق داخلي سيلندر پيستوني

    2- موتورهاي گازي

    3- کاربردها

    4- مشخصه هاي طراحي



    1- انواع موتورهاي احتراق داخلي سيلندر پيستوني

    موتورهاي پيستوني، همان موتورهاي احتراق داخلي مي باشند كه از اصول مربوط به موتورهاي ديزلي و بنزيني پيروي مي كنند. اگر چه موتورهاي پيستوني اختلاف خيلي كم با توربين هاي گازي دارند ولي اين اختلاف بسيار مهم است . موتورهاي رفت و برگشتي راندمان الكتريكي بالاتري دارند اما استفاده از انرژي حرارتي توليد شده توسط آنها دشواتر است . همچنين داراي دماي پايين تري مي باشد زيرا اين دما در سيستم خنك كاري موتور و گازها ي خروجي پراكنده مي شود.

    بر اساس روش اشتعال موتورهاي احتراق داخلي آنها را به دو دسته طبقه بندي نموده اند :

    - موتورهاي احتراق تراكمي (CI)

    - موتورهاي احتراق جرقه اي (SI)

    در يك موتور اتو ، مخلوطي از هوا و سوخت در هر سيلندر فشرده و توسط جرقه مشتعل ميشود ولي در يك موتور ديزل فقط هوا فشرده شده و سوختي كه در انتهاي مرحله تراكم در سيلندر پاشيده ميشود، توسط دماي بالاي هواي مشتعل مي گردد كه به احتراق تراكمي معروف است.

    موتورهاي اتو قابيلت سازگاري با انواع سوختها نظير بنزين، گاز طبيعي، پروپان، گازهاي فاضلاب (sewage gas) و land fill را دارا بوده که اين موتورها اغلب به gas engines معروف مي باشند، (حتي اگر سوختهاي بنزيني مصرف كنند). موتورهاي ديزل در درجات بالاتري از فشار و دما كار مي كنند و به همين دليل به سوختهاي سنگين تري مانند:

    Residual fuel oil, fuel oil ,Diesel oil (در موتورهاي بزرگ دو زمانه) نياز دارند.

    طبقه بندي ديگر موتورهاي احتراق داخلي بر اساس اندازه و سايز موتور ميباشد :

    کوچک : موتورهاي گازي ( 15-1000 کيلوات)، موتورهاي ديزل (75-1000 کيلووات)

    متوسط : موتورهاي گازي و ديزل (1-6 مگاوات)

    بزرگ : موتورهاي ديزل ( بزرگتر از 6 مگاوات)

    انواع موتورهاي گازي قابل دسترس به شرح زير مي باشند:

    الف) موتورهاي بنزيني خودرو كه به موتور گازي تبديل شده اند

    معمولاً داراي خروجي كم (15-30 کيووات)، سبك و نسبت قدرت به وزن بالا دارند. اين تبديل تاثيرات بسيار کمي بر راندمان موتور خواهد گذاشت اما قدرت خروجي را حدود 18% كم مي كند. توليد انبوه (خط توليد) قيمت موتور را کاهش داده، اما عمر موتور معمولا به (10000-30000) ساعت ميرسد.

    ب) موتورهاي گازوئيلي خوردو تبديل شده به موتور گازي

    قدرت اين نوع موتورها تا حدود200 کيووات مي باشد. تغييرات و تبديلات انجام شده بر روي پيستون ها، سرسليندرها و مكانيزم سوپاپها ضروري مي باشد زيراکه اشتعال نه تنها تحت تاثير تراكم، بلكه تحت تاثير جرقه نيز خواهد بود، اين تبديلات قدرت موتور را كم نخواهد كرد زيرا امکان تنظيم مقدار هواي اضافي در اين موتورها وجود خواهد داشت.

    ج) موتورهاي ايستگاهي که طراحي آنها بر پايه موتور گازسوز بنا نهاده شده است

    (original designed) اين موتورها وظيفه سنگيني در صنايع يا كاربردهاي دريايي دارند.

    قدرت خروجي آنها تا حدود 3000 کيلووات مي رسد. قيمت اوليه آنها بر اساس نيرومندي اين نوع موتورها بالا مي باشد اما هزينه هاي نگهداري آنها پايين است. عمر اين موتورها بالاي (15-20) سال بوده و قابليت كار پيوسته تحت بارهاي زياد High load را دارا هستند.

    د) موتورهاي دو گانه سوز ايستگاهي

    (Dual fuel engines) : در حقيقيت همان موتورهاي ديزل با توان خروجي بالا تا حدود 6000 کيلوات مي باشند. سوخت اصلي گاز طبيعي بوده كه نه بوسيله جرقه بلكه با پاشش گازوئيل در انتهاي مرحله تراكم، مشتعل مي شود. به عنوان نمونه، حدود90% انرژي سوختي از طريق گاز طبيعي و حدود10% بوسيله گازوئيل تامين ميشود. همچنين قابليت كاركرد با گازوئيل به تنهايي يا سوخت دوگانه مذكور را دارد، اما هزينه نگهداري آنها بالا ميباشد.



    2- موتورهاي گازي

    موتورهاي گاز سوز با سوخت گاز طبيعي جهت احتراق مخلوط سوخت و هوا در داخل سيلندر، همانند موتورهاي بنزيني از سيستم جرقه که از طريق شمع بوسيله ايجاد يک جرقه قوي در فاصله زماني معين مي باشد، عمل ميکنند. انواع سوختهاي گازي و مايعي فرار در محدوده لندفيل تا پروپان و تا بنزين مي باشند که در يک سيستم صحيح سوخت رساني و با نسبت تراکم مناسب، کار کنند.

    موتورهاي گاز طبيعي سوز که براي توليد الکتريسيته طراحي و ساخته ميشوند به موتورهاي ايستگاهي معروفند که 4 زمانه هستند و تا 5 مگاوات در دسترس مي باشند.

    بر اساس توان خروجي، احتراق موتورها بر 2 روش و تکنيک به شرح زير استوار است:

    - محفظه باز : در اين سيستم نوک شمع درست در محل محفظه احتراق قرار دارد و مستقيما مخلوط فشرده سوخت و هوا را مشتعل ميکند. اين روش بيشتر براي موتورهايي استفاده ميشود که احتراق در آنها در محدوده نقطه استوکيومتري تا مخلوط رقيق هوا / سوخت قرار دارد.

    - محفظه پيش احتراق : در اصل يک فرايند احتراق مرحله اي پيش مي آيد که در آن شمع در بالاي سرسيلندر نصب ميشود. در اين موتورها مخلوط غني سوخت و هوا که رابطه مستقيم با سرعت انتقال شعله به محفظه احتراق اصلي را دارد، وارد سرسيلندر ميگردد. اين تکنيک جهت شعله ور کردن مطلوب مخلوط هوا با سوختهاي سبک و رقيق در موتورهاي که قطر سيلندر بزرگي دارند بکار گرفته ميشوند.

    ساده ترين موتورهاي گازي بر اساس تنفس طبيعي هوا و سوخت از طريق کاربراتور و يا ميکسر به داخل سرسيلندر کار ميکنند. موتورهاي پيشرفته از نظر عملکرد مجهز به توربوشارژ براي ورود مقدار هواي بيشتر به سرسيلندر مي باشند. همانند بنزيني ها نسبت تراکم موتورهاي گاز طبيعي سوز نسبت به ديزل ها کم و در حدود 9:1 تا 12:1 مي باشد که اين محدوده خود تابع شرايطي چون ابعاد و تجهيزات جانبي چون توربوشارژ است. اين نسبت تراکم خود دليلي بر راندمان پايينتر گازسوز نسبت به ديزل است.

    يکي از دلايل نسبت احتراق پايين جلوگيري از اشتعال خود بخود و پديده ضربه مي باشد که ميتواند صدماتي به بدنه بلوک موتور وارد آورد.

    استفاده از تکنولوژي جرقه قدرتمند و مخلوط رقيق سوخت و هوا در موتورهاي گاز طبيعي سوز عامليست در کاهش دماي بالاي اشتعال در سرسيلندر و نيز کاهش ذرات آلاينده همچون Nox .



    3- کاربردها

    امروزه موتورهاي پيستوني تجهيزات مناسبي جهت توليد توان الکتريکي پراکنده در مراکز صنعتي، تجاري و کاربريهاي آموزشي در کشورهاي اروپايي و آمريکا مي باشند. موتورهاي پيستوني سريع روشن مي شوند، سريع باردهي ميگردند و در کنار قابليت اعتماد بالا راندمان خروجي خوبي دارند. در بيشتر شرايط و موقعيتها، مجموعه اي از موتورها در کنار هم باردهي و قابليت دسترسي را بالا ميبرند. موتورهاي احتراق داخلي نسبت به توربينهاي گازي در ابعاد برابر از نقطه نظر توان خروجي، راندمان الکتريکي بالاتري دارند و بنابراين مصرف سوخت کمتر و عملکرد مناسبتري دارند. همچنين در محدوده توان 3 مگاوات الي 5 مگاوات، هزينه اوليه موتورهاي پيستوني از توربينهاي گازي کمتر است. در مورد تعمير و نگهداري، توربينهاي گازي نسبت به موتورهاي رفت و برگشتي، هزينه کمتري دارند. اما توجه به اين نکته لازم و ضروري است که همواره متخصصان بومي در هر مکاني جهت تعميرات و نگهداري انواع موتور هاي رفت و برگشتي حضور دارند.

    پتانسيلهاي استفاده از موتور هاي پيستوني در توليد انرژي الکتريکي پراکنده و غير متمرکز به جهت دوري از تلفات افت انتقال و توزيع که در شبکه سراسري برق کشور وجود دارد شامل موارد اضطراري، پيک زايي، پشتيباني از شبکه برق سراسري و کاربرد در تکنولوژي سيستمهاي توليد همزمان برق و حرارت جهت توليد آب گرم، بخار کم فشار براي کاربرد در گرمايش زمستاني و سرمايش تابستاني در سيستمهاي چيلرهاي جذبي ميباشد. اين موتورها امکان استفاده به عنوان نيروي محرک انواع پمپهاي آب، انواع کمپرسورهاي هوا و گاز مبرد سيستمهاي تهويه مطبوع و سردخانه را دارا مي باشند.



    4- مشخصه هاي طراحي

    مجموعه عواملي که موتورهاي گازسوز را در صدر جدول محرکها اوليه جهت توليد الکتريسيته به شکل پراکنده و غيرمتمرکز قرار ميدهد به شرح زير است:

    ü محدوده توان الکتريکي : 10 -5 مگاوات در دسترس ميباشد.

    ü انرژي حرارتي خروجي ( تلفات قابل استحصال ) : آب داغ و بخار کم فشار.

    ü استارت سريع : قابليت استارت سريع موتورهاي رفت و برگشتي در شرايط اضطراري و پيک.

    ü قابليتهاي نحوه استارت : موتورها جهت استارت تنها به يک باتري نيازمندند.

    ü عملکرد در بار جزيي : راندمان بالا و اقتصادي در بارهاي جزيي.

    ü قابليت اعتماد و عمر : اثبات شده است که موتورها از نظر تعمير و نگهداري در رده مطلوبي قرار دارند.

    ü نشر آلاينده ها : موتورهاي گازسوز، يعني انرژي سبز.
    داستایوفسکی: تغییر کردن خیلی سخته،شبیه یکی دیگه بودن آسونه،ولی یکی دیگه بودن سخته......
    لئوناردو داوینچی
    : مکانیک بهشت ریاضیات است.زیرا در اینجاست که ما به زیباییهای ریاضیات پی می بریم.
    علی دایی:
    من همیشه رو بازی میکنم و هیچوقت زیر و رو نکشیدم .......
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]





  4. #13
    کاربر فعال

    تاریخ عضویت
    28-08-2009
    نوشته ها
    3,957
    سایر رشته ها
    سپاس
    1
    162 سپاس در 139 پست
    امتياز:13034Array

    پردازنده هاي سوخت چگونه کار مي کنند؟

    پردازنده هاي سوخت چگونه کار مي کنند؟


    اگر مقاله مربوط به سلولهاي سوختي (fuel cells) را خوانده باشيد، مي دانيد که اين سلولها از هيدروژن و اکسيژن الکتريسيته توليد و تنها بخار آب ساتع مي کنند. مشکل اصلي سلولهاي سوختي هيدروژني ، ذخيره و توزيع هيدروژن است. براي اطلاعات بيشتر قسمت " how the hydrogen economy works" را ملاحظه بفرماييد.

    هيدروژن، گازي با دانسيته انرژي زياد نيست؛ يعني در مقايسه با يک سوخت مايع مثل بنزين يا متانول انرژي کمي در واحد حجم دارد. لذا قرار دادن مقدار کافي هيدروژن در سلول سوختي يک ماشين هيدروژني به منظور طي مسافتي معقول و منطقي دشوار به نظر مي رسد. هيدروژن مايع، دانسيته انرژي خوبي دارد ، اما بايد در دماي بسيار پايين و فشار زياد نگهداري و ذخيره شود که نگهداري و حمل آن را مشکل مي سازد.

    سوختهاي رايج و معمولي مثل گاز طبيعي ، پروپان ، بنزين وسوختهاي غير رايج مانند متانول و اتانول ، همه در ساختار مولکوليشان هيدروژن دارند. اگر يک فناوري وجود داشت که هيدروژن را از اين سوختها جدا و از آن براي سوخت رساني به سلول سوختي استفاده مي کرد مي توان گفت مشکل ذخيره و توزيع هيدروژن به کلي برطرف مي شد.

    اين فناوري در حال توسعه، پردازنده سوخت يا مبدل (reformer) نام دارد. در اين قسمت مي آموزيم که مبدل گازي (steam reformer) چگونه کار مي کند.

    هدف پردازنده هاي سوخت

    وظيفه پردازنده هاي سوخت، تأمين هيدروژن خالص وابسته براي سلول سوختي ، با استفاده از يک سوخت است که آماده و دردسترس بوده و براحتي قابل حمل است. پردازنده هاي سوخت بايد قادر باشند که اين عمل را به روش بهينه و کارآمد با کمترين آلودگي انجام دهند؛ در غير اين صورت آنها مزاياي استفاده از سلول سوختي را از بين مي برند.

    براي اتومبيلها، مسأله اصلي ذخيره انرژي است.. براي اجتناب از مخزنهاي سنگين و فشرده ، يک سوخت مايع به گاز ارجحيت دارد. شرکتهاي مختلف روي پردازنده هايي براي سوختهاي مايع مانند بنزين و متانول کار مي کنند. بهترين سوختي که در کوتاه مدت توصيه مي شود متانول است. در حال حاضر اين سوخت بسيار شبيه بنزين، ذخيره و توزيع مي شود.

    براي خانه ها و ايستگاههاي توليد برق، سوختهايي چون گاز طبيعي و پروپان مناسبترند. بسياري از خانه ها و ايستگاههاي توليد برق قبلاً به منابع گاز طبيعي، لوله کشي و متصل شده اند. بعضي خانه ها نيز که لوله کشي نشده اند ، مخزن پروپان دارند.

    بنابراين معقول به نظر مي رسد که اين سوختها را به هيدروژن تبديل کرده تا در سلولهاي سوختي ساکن استفاده شوند.

    متانول و گاز طبيعي هردو مي توانند در يک مبدل گازي (steam reformer) به هيدروژن تبديل شوند.

    مبدل گازي (steam reformer)

    دو نوع مبدل گازي وجود دارد؛ يکي متانول و ديگري گاز طبيعي را بازسازي مي کند.

    بازسازي متانول

    فرمول مولکولي متانول CH3OH است. هدف مبدل اين است که حداکثر هيدروژن (H) ممکن را از اين مولکول جدا کند طوري که ميزان نشر آلاينده هايي چون کربن مونواکسيد را به حداقل برساند.اين فرآيند با تبخير متانول مايع و آب آغاز مي گردد. گرمايي که در فرآيند بازسازي توليد شده بود، براي اين منظور (تبخير) استفاده مي شود. ترکيب بخار آب و متانول (متانول گازي) از يک اتاقک داغ حاوي کاتاليزگر عبور داده مي شود.

    هنگامي که مولکول هاي متانول به کاتاليزگر برخورد مي کنند به مونواکسيد کربن (CO) و گاز هيدروژن (H2) تجزيه مي شوند:

    CH3OH => CO + 2H2

    بخار آب نيز به گاز هيدروژن و اکيسژن تجزيه مي شود. اين اکسيژن با CO ترکيب مي شود تا CO2 بسازد. با اين روش، مقدار بسيار کمي CO آزاد مي شود چرا که بيشتر آن به CO2 تبديل شده است:

    H2O + CO => CO2 + H2

    بازسازي گاز طبيعي

    گاز طبيعي که بيشترين ماده ترکيبي آن متان(CH4) است ، با عملکردي مشابه پردازش مي گردد. متان موجود در گاز طبيعي با بخار آب واکنش داده و گازهاي مونواکسيد کربن وهيدروژن، آزاد مي کند:

    CH4 + H2O => CO + 3H2

    همانند عملي که در بازسازي متانول انجام شد، بخار آب به گاز هيدروژن و اکسيژن تجزيه مي شود. اکسيژن با CO ترکيب شده و CO2 حاصل مي گردد:

    H2O + CO => CO2 + H2

    هيچ کدام از اين ترکيبها ايده آل نيستند؛ مقداري از متانول يا گاز طبيعي و مونواکسيد کربن بدون اينکه واکنش دهند باقي مي مانند. اين مواد در مجاورت يک کاتاليزگر با مقدار کمي هوا(براي تأمين اکسيژن) سوزانده مي شوند. اين عمل، بسياري از ملکولهاي CO باقي مانده را به CO2 تبديل مي کند.

    بسياري روشهاي ديگر ممکن است استفاده شود تا آلاينده هاي ديگري همچون گوگرد که ممکن است در گاز اگزوز باشند را پاک کنند.

    به دو دليل حذف کردن مونواکسيد کربن از گاز اگزوز اهميت دارد: اول اينکه اگر CO از سلول سوختي عبور کند ، کيفيت عملکرد و طول عمر سلول سوختي کاهش مي يابد . دوم اينکه اين گاز يک آلاينده کنترل شده است که بسياري از ماشينها مجازند تنها مقدار بسيار کمي از آن را توليد کنند.

    پردازنده سوخت و سلول سوختي (ترجمه از عليرضا فغاني نيا)

    براي توليد برق، سيستم هاي مختلفي بايد با هم کار کنند تا جريان الکتريکي خروجي را تأمين نمايند. يک سيستم معمولي از يک مصرف کننده الکتريکي (مثل اتاق خودرو يا موتور الکتريکي) يک سلول سوختي و يک پردازنده سوخت تشکيل شده است.

    خودرويي که با سلول سوختي کار مي کند را بررسي مي کنيم. وقتي که شما پدال گاز(هيدروژن) را فشار مي دهيد، فعل و انفعالاتي به طور همزمان رخ مي دهند.

    ● کنترل کننده موتور الکتريکي شروع به برقراري جريان در موتور الکتريکي کرده و موتور الکتريکي نيز گشتاور بيشتري ايجاد مي کند

    ● در سلول سوختي، هيدروژن بيشتري واکنش مي دهد، الکترونهاي بيشتري توليد شده، در موتور و کنترل کننده الکتريکي جريان مي يابند و نياز بيشتر به انرژي را برطرف مي کنند.

    ● پردازنده سوخت، متانول بيشتري را درون سيستم - که هيدروژن توليد مي کند- پمپ مي کند. پمپ ديگري جريان هيدروژني را که به سلول سوختي مي رود افزايش مي دهد.

    فعل و انفعالات متوالي مشابه اي نيز هنگامي که دراتاق، مصرف انرژي بالا مي رود رخ مي دهد. مثلاً وقتي سيستم تهويه روشن مي شود برق خروجي سلول سوختي بايد سريعاً افزايش يابد وگرنه چراغها کم نور مي شوند تا اينکه سلول سوختي نياز انرژي را تأمين کرده و افت ولتاژ را جبران نمايد.

    جنبه هاي منفي پردازنده هاي سوخت (ترجمه از عليرضا فغاني نيا)

    پردازنده هاي سوخت زيانهايي نيز دارند. زيانهايي همچون آلودگي و تأثير روي بازده کلي.

    آلودگي

    اگرچه پردازنده هاي سوختي مي توانند گاز هيدروژن را براي سلول سوختي با آلودگي بسيار کمتر از يک موتور درون سوز تأمين نمايند، مقدار قابل توجهي دي اکسيد کربن (CO2) توليد مي کنند. اگرچه اين گاز يک آلاينده کنترل شده نيست، گمان مي رود که در گرم شدن زمين (global warming) نقش داشته باشد.

    اگر در يک سلول سوختي هيدروژن خالص استفاده شود ، تنها محصول فرعي آن ، آب (بخار آب) است. CO2 يا هيچ گاز ديگري توليد نمي شود. اما چون خودرو هايي با پردازنده هاي سوخت از سلول سوختي انرژي مي گيرند، مقدار کمي از آلاينده هاي کنترل شده (مثل مونواکسيد کربن) را توليد مي کنند، نمي توان نام وسايل نقليه پاک و غير آلاينده (ZEVs : zero emission vehicles) را با با توجه به قوانين آلودگي کاليفرنيا بر آنها نهاد. هم اکنون فناوري هاي اصلي که تحت عنوان ZEV ها شناخته مي شوند ، خودرو هاي الکتريکي با باتري و خودرو هاي هيدروژني هستند.

    به جاي تلاش در جهت بهبود پردازنده هاي سوخت براي حذف آلاينده هاي کنترل شده از آنها، برخي شرکتها روي شيوه هاي جديدي براي ذخيره يا توليد هيدروژن در وسيله نقليه کار مي کنند. Ovonic روي مخزني از جنس هيدريد فلزي کار مي کند تا هيدروژن را مثل اسفنجي که آب را جذب مي کند، جذب کند. با اين وسيله نيازي به مخزنهاي پرفشار نيست و مي توان ظرفيت هيدروژن وسيله نقليه را افزايش داد.

    Powerball Technologies درنظر دارد از گلوله هاي پلاستيکي کوچکي که مملو ازسديم هيدريد مي باشند استفاده کند. اين توپها وقتي باز شده و به داخل آب انداخته شوند هيدروژن توليد مي کنند. محصول فرعي اين واکنش سديم هيدرواکسيد مايع بوده که يک ماده شيميايي صنعتي رايج است.

    بازده

    زيان ديگر پردازنده هاي سوخت اين است که بازده کلي ماشيني که با سلول سوختي کار مي کند را کاهش مي دهند. پردازنده سوختي ازگرما وفشاربراي کمک به انجام واکنشهايي که هيدروژن آزاد مي کنند استفاده مي کند.

    بسته به نوع سوختي که به کار مي رود و بازده سلول سوختي و پردازنده سوخت، بهبود بازده روي خودرو هاي بنزيني معمولي به طور آشکار کم است. اين مقايسه بازده هاي ماشين بنزيني و ماشين با سلول سوختي و ماشين برقي را ملاحظه بفرماييد.
    داستایوفسکی: تغییر کردن خیلی سخته،شبیه یکی دیگه بودن آسونه،ولی یکی دیگه بودن سخته......
    لئوناردو داوینچی
    : مکانیک بهشت ریاضیات است.زیرا در اینجاست که ما به زیباییهای ریاضیات پی می بریم.
    علی دایی:
    من همیشه رو بازی میکنم و هیچوقت زیر و رو نکشیدم .......
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]





  5. #14
    کاربر فعال

    تاریخ عضویت
    28-08-2009
    نوشته ها
    3,957
    سایر رشته ها
    سپاس
    1
    162 سپاس در 139 پست
    امتياز:13034Array

    سوپر شارژر ها چگونه کار می کنند ؟

    سوپر شارژر ها چگونه کار می کنند ؟


    از زمان اختراع موتور احتراق داخلی، مهندسان خودرو، عاشقان سرعت و طراحان خودرو های مسابقه در حال جست و جوی راه ها یی برای افزایش قدرت آن بوده اند. یک راه برای افزودن قدرت ساختن یک موتور بزرگ تر است. اما موتور های بزرگ تر که سنگین تر و ساخت و نگهداری آنها گران تر است همیشه بهتر نیستند.


    یک راه دیگر برای افزودن قدرت کارآمد تر کردن موتور های به اندازه ی معمولی است. می توان این کار را با دمیدن هوای بیشتر به درون اتاقک احتراق انجام داد. با هوای بیشتر همچنین می توان سوخت بیشتری اضافه کرد. سوخت بیشتر به انفجار بزرگ تر و افزایش توان می انجامد. به کار گرفتن یک سوپر شارژر یک راه به درد بخور برای به دست آوردن هوای دمیده شده ی پر فشار است. در این مقاله ما توضیح خواهیم داد که سوپر شارژر ها چه هستند، چگونه کار می کنند و چگونه با توربو شارژر ها مقایسه می شوند.

    تفاوت سوپرشارژر و توربوشارژر

    سوپر شارژر به هر وسیله ای گفته می شود که فشار هوای مکیده شده را به بیش از فشار جو می رساند. توربو شارژر ها هم این کار را انجام می دهند. در واقع کلمه ی توربو شارژر کوتاه شدهی کلمه ی توربو سوپر شارژر، اسم رسمی خود است.



    یک سوپر شارژر دو پیچی

    تفاوت بین این دو سیستم، منبع انرژی آن ها است. توربو شارژر ها توان خود را از توربینی می گیرند که به وسیله ی جریان جرمی اگزوز به حرکت در می آید. ولی سوپر شارژر ها به وسیله ی تسمه یا زنجیر به صورت مکانیکی از طریق میل لنگ نیرو می گیرند.

    اصول سوپر شارژر ها
    یک موتور معمولی 4 زمانه یک زمان را صرف فرآیند مکش می کند. این فرآیند 3 مرحله دارد:

    *
    * حرکت پیستون به سمت پایین خلاء ایجاد می کند.
    * هوا در فشار جو به درون اتاق احتراق مکیده می شود.


    همین که هوا به درون موتور کشیده می شود، می بایست با سوخت ترکیب شود تا ترکیب هوا و سوخت را تشکیل دهد. بسته ای از انرژی پتانسیل که می تواند به وسیله ی یک فرآیند شیمیایی به نام احتراق به انرژی جنبشی مفید تبدیل شود. شمع، واکنش شیمیایی را با مشتعل کردن سوخت آغاز می کند. وقتی که سوخت بسوزد، مقدار زیادی انرژی آزاد می شود. نیروی این انفجار که بالای سرسیلندر متمرکز می شود. پیستون را به پایین می راند و یک حرکت رفت و برگشتی ایجاد می کند که آن هم آخر کار به چرخ ها منتقل می شود.

    اضافه کردن سوخت بیشتر به مخلوط سوخت و هوا انفجار قوی تری ایجاد می کند. اما ما نمی توانیم به سادگی سوخت بیشتری به داخل موتور پمپ کنیم، زیرا مقدار معینی از اکسیژن برای سوزاندن مقدار سوخت داده شده لازم است. ترکیب شیمیایی صحیح ـ 14 بخش هوا با یک بخش سوخت ـ برای کارکرد بهینه یک موتور لازم است. کلام آخر این که برای وارد کردن سوخت بیشتر باید هوای بیشتری وارد کرد.

    این کار یک سوپر شارژر است. سوپر شارژر ها بدون ایجاد کردن خلاء با فشرده کردن هوا در فشاری بالا تر از فشار جو، مکش را افزایش می دهند. این کار هوای بیشتری را به درون موتور می فرستد و موتور را تقویت می کند. با توجه به هوای اضافه تر، سوخت بیشتری به مخلوط هوا و سوخت افزوده می شود و قدرت موتور افزایش می یابد.

    سوپرشارژینگ به طور متوسط 46 درصد به قدرت موتور و 31 درصد به گشتاور اضافه می کند. در ارتفاع های بالا که عملکرد موتور به خاطر چگالی و فشار کم هوا افت می کند، سوپر شارژر هوا را با فشار بیشتر به موتور می دهد که موتور بتواند به صورت بهینه ای کار کند.

    برخلاف توربو شارژر ها که از گاز های اگزوز که از احتراق به دست آمده، برای به کار انداختن کمپرسور استفاده می کنند، سوپر شارژر ها قدرت خود را مستقیما از میل لنگ می گیرند. بیشتر آن ها با یک تسمه به حرکت در می آیند که ان تسمه به دور یک قرقره می پیچد که آن قرقره به یک چرخ دنده ی محرک متصل است. چرخ دنده ی محرک به نوبه ی خود چرخ دنده کمپرسور را می چرخاند. روتور کمپرسور در طرح های مختلفی عرضه می شود، اما وظیفه ی ان به درون کشیدن هواست، هوا را فشرده می کند و به منیفولد ورودی می فرستد.



    سوپر شارژر مرکز گریز ProCharger D1SC
    برای فشرده کردن هوا یک سوپر شارژر باید خیلی سریع بچرخد ـ سریع تر خود موتور. بزرگ تر بودن چرخ دنده ی محرک نسبت به چرخ دنده ی کمپرسور باعث می شود که کمپرسور سریع تر بچرخد. سوپر شارژر ها می توانند در سرعت های بلایی نظیر 50000 تا 65000 دور بر دقیقه کار کنند.

    اگر کمپرسور 50000 دور بر دقیقه بچرخد. تقویتی برابر شش تا نه پوند بر اینچ مربع ایجاد می کند که به معنی شش تا نه psi بالاتر از فشار اتمسفریک در یک ارتفاع خاص است. فشار جو در سطح دریا 14.7 psi است، بنابر این یک تقویت معمولی به وسیله ی یک سوپر شارژر حدود 50 درصد به هوای ورودی بر موتور می افزاید.

    اگر هوا فشرده شود داغ می شود، بدین معنا که چگالی خود را از دست می دهد و در زمان انفجار نمی تواند خیلی منبسط شود. این یعنی این که وقتی به وسیله ی شمع آتش زده می شود نمی تواند قدرت زیادی ایجاد کند. برای این که یک سوپر شارژر در ماکسیمم بازده کار کند، هوای فشرده که از بخش خروجی تخلیه می شود. می بایست قبل از ورود به منیفولد ورودی خنک شود. یک اینتر کولر این وظیفه را به عهده دارد. اینتر کولر ها به دو صورت عرضه می شوند: اینتر کولر های هوا به هوا و اینتر کولر های هوا به آب. هر دو ی آن ها مانند رادیاتور ها کار می کنند. هوا یا آب به مجموعه ای از لوله ها فرستاده می شوند و وقتی که هوای داغ خارج شده با لوله ها برخورد می کند خنک می شود. کاهش دمای هوا چگالی آن را افزایش می دهد که باعث می شود. مخلوط متراکم تری از هوا و سوخت وارد اتاق احتراق شود.

    انواع سوپر شارژر

    سه نوع سوپر شارژر وجود دارد: روتز (Roots)، دو پیچی(twin screw) و مرکز گریز. تفاوت اصلی آن ها در چگونگی حرکت دادن هوا به سمت منیفولد مکش موتور است. سوپر شارژر های روتز و دو پیچی از انواع لب های گیر اندازنده(meshing lobe) استفاده می کنند و یک سوپر شارژر مرکز گریز از پروانه برای به درون کشیدن هوا استفاده می کند. گرچه تمام این سه نوع موجب تقویت هستند ولی بازدهی های متفاوتی دارند. بسته به این که شما بخواهید خودرو را کمی تقویت کنید یا در یک مسابقه رقابت کنید انواع مختلف سوپر شارژر در اندازه های مختلف وجود دارند.



    سوپر شارژر اتون، یک سوپر شارژر روتز بهینه سازی شده
    سوپر شارژر روتز قدیمی ترین طرح است. Philander و Francis روتز در سال 1860 طرح را به عنوان ماشینی که می تواند به خنک کاری مته های معدن کمک کند به ثبت رساندند. در سال 1900 Gottleib Daimler یک سوپر شارژر روتز را در موتور خودرو یی به کار گرفت.




    با چرخش لب های گیر اندازنده، هوایی که میان لب ها گیر کرده است از سمت ورودی به سمت خروجی می روند. مقادیر بزرگی از هوا به منیفولد ورودی می روند و انباشته می شوند تا فشار مثبت ایجاد کنند. به همین جهت سوپر شارژر های روتز در واقع چیزی بیشتر از دمنده های هوا نیستند، و واژه ی دمنده ی هوا همچنان اغلب برای تمام سوپر شارژر ها به کار می رود.



    یک هورد پیک آپ دهه 1940 با یک سوپر شارژر روتز

    سوپر شارژر های روتز معمولا بزرگ هستند و در بالای موتور قرار داده می شوند. سوپر شارژر های روتز در ماشین های عضلانی و اتومبیل های مسابقه و شکاری قرار داده می شوند زیرا بیرون کاپوت قرار می گیرند. به هر حال آن ها از نا کار آمد ترین سوپر شارژر ها هستند: اول اینکه به وزن خودرو اضافه می کنند و دوم این که به جای آن که هوا را به صورت یک جریان نرم و پیوسته بفرستند در انفجار های گسسته می فرستند.
    سوپر شارژر های دو پیچی

    یک سوپر شارژر دو پیچی هوا را به وسیله یک جفت لب گیر اندازنده که شبیه مجموعه ای از چرخ دنده های حلزونی می باشند می کشد. هوای درون یک سوپر شارژر دو پیچی مانند یک سوپر شارژر روتز در فضای ایجاد شده به وسیله ی لب های گردنده محبوس می شود. اما در یک سوپر شارژر دو پیچی هوا درون پوشش موتور فشرده می شود و این به خاطر آن است که روتور ها باریک شدگی مخروطی دارند؛ یعنی هرچه از سمت ورودی به سمت خروجی برویم فضا ها برای هوا کوچک تر می شوند و هرچه فضا ها کوچک شوند هوا در فضای کوچکتری فشرده می شود.



    سوپر شارژر دو پیچی
    آنچه گفته شد سوپر شارژر های دو پیچی را کار آمد تر می سازد، اما آن ها گران تر هستند چون روتور های پیچ مانند نیازمند دقت بیشتری در فرآیند تولید هستند. برخی انواع سوپر شارژر ها ی دو پیچی مانند سوپر شارژر های روتز بالای موتور می نشینند، آن ها همچنین صدای زیادی هم تولید می کنند. هوای فشرده ای که خروجی سوپر شارژر را ترک می کند. یک صدای ناله یا سوت ایجاد می کند که باید به وسیله روش های فرو نشاندن صدا آرام شود.

    سوپر شارژر های مرکز گریز

    یک سوپر شارژر مرکز گریز به یک پروانه در سرعت های بسیار بالا توان می دهد تا هوا را به درون پوشش کوچک کمپرسور بکشاند. یک پروانه می تواند تا سرعت های 50000 تا 60000 دور بر دقیقه برسد. همان طور که هوا به مرکز پروانه کشیده می شود، نیروی مرکز گریز آن را وادار می کند که به صورت شعاعی به بیرون پخش شود. هوا پروانه را در سرعت بالایی ترک می کند اما فشار هوا در آن نقطه کم است. یک پخشگر(diffuser) ـ دسته ای از پره های ثابت که پروانه را احاطه کرده اند ـ هوای با سرعت بالا و فشار کم را به هوای با سرعت کم و فشار بالا تبدیل می کند. وقتی هوا به پره ها برخورد می کند، سرعت ملکول های آن کم و فشارش زیاد می شود.


    سوپر شارژر مرکز گریز ProCharger D1SC



    سوپر شارژر مرکز گریز
    سوپر شارژر ها ی مرکز گریز کارآمد ترین و رایج ترین سیستم های مکش تقویت شده هستند. سبک و کوچک هستند به علاوه به جلوی موتور متصل می شوند نه به بالای آن. همچنین وقتی که موتور دور می گیرد یک ناله ی واضح از آن به گوش می رسد، ویژگی که سر ها را به سوی خیابان می چرخاند.



    هر دوی مونت کارلو و مینی کوپر اس با سوپر شارژر هم عرضه می شوند.
    هر کدام از این سوپر شارژر ها می توانند به عنوان یک ارتقای پس از فروش برای یک خودرو در نظر گرفته شوند. شرکت های متعددی مجموعه ها یی از تمام قطعات ضروری برای نصب یک سوپر شارژر را به عنوان یک پروژه ی do-it-course عرضه می کنند. در دنیای خودرو های عجیب و غریب و fuel racer ها چنین سفارشی سازی یک جزء لازم از ورزش است. خودرو سازان متعددی نیز سوپر شارژر ها را در مدل های تولید خود در نظر می گیرند.

    مزایای سوپر شارژر ها

    بزرگ ترین فایده ی سوپر شارژر افزایش توان موتور است. نصب کردن یک سوپر شارژر روی یک ماشین یا کامیون باعث می شود رفتار ان مانند یک خودرو با موتوری بزرگ تر شود.
    اما چه اگر کسی بخواهد میان سوپر شارژر و توربو شارژر انتخاب کند؟ این سوال به سختی مورد بحث مهندسان و دوست داران خودرو است. اما به طور کلی سوپر شارژر ها برتری مختصری نسبت به توربو شارژر ها دارند.
    سوپر شارژر ها از پس افت(lag) رنج نمی برند ـ یعنی زمانی میان فشار دادن پدال و عکس العمل موتور. ولی توربو شارژر ها از پس افت رنج می برند به خاطر این که زمان کوتاهی طول می کشد تا گاز های اگزوز به سرعت کافی برای چرخاندن پروانه یا توربین برسند. سوپر شارژر ها هیچ پس افتی ندارند به خاطر اینکه به طور مستقیم توسط میل لنگ گردانده می شوند. برخی سوپر شارژر ها در دور های پایین بازدهی بیشتری دارند در حالی که برخی دیگر در دور های بالا بازدهی بیشتری دارند. برای مثال سوپر شارژر های روتز و دو پیچی در دور های پایین توان بیشتری ایجاد می کنند. اما سوپر شارژر های مرکز گریز هرچه دور پروانه بیشتر شود کارآمد تر می گردند، لذا در دور های بالاتر توان بیشتری ایجاد می کنند.
    نصب کردن یک توربو شارژر نیازمند اصلاحات و تغییرات زیادی در سیستم اگزوز است. اما سوپر شارژر ها می توانند به بالا یا پهلوی موتور پیچ شوند، که این نصب آن ها را ارزان تر و تعمیر و سرویس کاری را آسان تر می سازد.
    در نهایت هیچ راه ویژه ای برای خاموش کردن سوپر شارژر ها مورد نیاز نیست. زیرا آن ها به وسیله ی روغن موتور روغن کاری نمی شوند. آن ها به صورت معمولی خاموش می شوند. توربو شارژر ها باید حدود 30 ثانیه یا کمتر بی بار باشند تا خاموش شوند. در صورت روغن روان سازی برای خنک شدن فرصتی خواهد داشت. با این گفته یک گرم کردن مناسب برای سوپر شارژر ها مهم به نظر می رسد، به گونه ای که در دماهای معمولی کار با بیشترین بازده کار می کنند.
    سوپر شارژر ها معمولا بر روی موتور های احتراق داخلی هواپیما ها افزوده می شوند. این کار منطقی است اگر در نظر داشته باشیم که هواپیما ها بیشتر زمان خود را در ارتفاع های زیاد می گذرانند که اکسیژن کمتری برای احتراق وجود دارد. با آمدن سوپر شارژر ها هواپیما ها قادر بودند تا در ارتفاع های بالا تری پرواز کنند بدون این که از کارایی موتور کاسته شود.



    یک سیستم ابتدابی برای یک هواپیما همراه یک سوپر شارژر مرکز گریز یا کمپرسور
    سوپر شارژر ها یی که در هواپیما ها به کار بسته می شوند درست مانند آن ها یی کار می کنند که در خودرو ها نصب شده اند. آنها توان خود را مستقیما از موتور می گیرند و یک کمپرسور را برای دمیدن هوای پر فشار به اتاقک احتراق به کار می اندازند. توضیحات بالا ساز و کار ساده ای از یک هواپیمای سوپر شارژ شده را نشان می دهد.
    اول بار سوپر شارژر ها در اواخر جنگ جهانی دوم در هواپیما ها به کار برده شدند. یک مثال در خور توجه Supermarine Spitfire است، هواپیمایی که به وسیله نیروی هوایی سلطنتی به کار گرفته شد و یک موتور سوپر شارژ شده ی رولز رویس مرلین را در خود جا داده بود.

    معایب سوپر شارژر ها

    بزرگ ترین نقطه ی ضعف سوپر شارژر ها ویژگی است که ریشه در تعریف آن ها دارد: از آنجایی که میل لنگ آن را می گرداند، به طور قطع قسمتی از توان موتور را می گیرد. یک سوپر شارژر می تواند تا حدود 20% توان موتور را مصرف کند. در عین حال چون سوپر شارژر می تواند تا حدود 46% بر توان موتور بیفزاید، بیشتر مردم فکر می کنند ارزشش را دارد.
    سوپر شارژینگ بر تنش موتور می افزاید، که محتاج این است که موتور برای تحمل تقویت بیشتر و انفجار های بزرگ تر قوی باشد. بیشتر تولید کنند گان این منظور را با انتخاب قطعات قوی تری تامین می کنند. طراحی یک موتور برای سوپر شارژینگ قیمت آن را افزایش می دهد. همچنین سوپر شارژر ها هزینه ی نگه داری بیشتری دارند و بیشتر تولید کنند گان سوخت با کیفیت و عدد اوکتان بالا را برای چنین خودرو ها یی توصیه می کنند.
    علی رغم نقاط ضعف سوپر شارژر ها، سوپر شارژینگ هنوز هم کم هزینه ترین راه برای افزایش توان موتور است. سوپر شارژر ها می توانند بین 50 تا 100 توان موتور را افزایش دهند تا برای مسابقه، کشیدن بار های سنگین یا فقط افزودن هیجان به رانندگی معمولی مناسب شود.

    Volkswagen اخیرا یک موتور Twinchargerدار را روی یک Golf GT.T عرضه کرده است. Twincharger هم از توربو شارژر و هم از سوپر شارژر بهره می برد. در دور های پایین سوپر شارژر هوا را به درون سیلندر فشار می دهد و گشتاور را ارتقا می بخشد و در دور های بالا وقتی گاز های اگزوز در مقادیر کافی تولید شدند، توربو شارژر تاثیر خود را آغاز می کند. GT که فقط در اروپا در دسترس است. در 7.9 ثانیه 62 مایل بر ساعت سرعت می گیرد. همچنین می تواند به 136 مایل در ساعت برسد در حالی که هنوز با هر گالن سوخت 39 مایل راه می پیماید.
    iran-eng.com
    داستایوفسکی: تغییر کردن خیلی سخته،شبیه یکی دیگه بودن آسونه،ولی یکی دیگه بودن سخته......
    لئوناردو داوینچی
    : مکانیک بهشت ریاضیات است.زیرا در اینجاست که ما به زیباییهای ریاضیات پی می بریم.
    علی دایی:
    من همیشه رو بازی میکنم و هیچوقت زیر و رو نکشیدم .......
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]





  6. #15
    کاربر انجمن

    تاریخ عضویت
    28-08-2009
    نوشته ها
    179
    مهندسی مکانیک
    سپاس
    0
    3 سپاس در 3 پست
    امتياز:203Array

    احتراق همگن

    در این مقاله سعی شده که آخرین پیشرفتها در زمینه توسعه احتراقی سیستم های هوشمند با هدف نزدیک شدن به موتور احتراق داخلی که میزان محصولات احتراقدر آن به ازای کار در محدوده وسیعی از سرعتها و بار موتور به صفر نزدیک شده باشد، بررسی شود.


    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]

  7. #16
    کاربر فعال

    تاریخ عضویت
    30-08-2009
    نوشته ها
    2,691
    مهندسی مکانیک
    طراحی جامدات
    سپاس
    1
    112 سپاس در 69 پست
    امتياز:6451Array

    نقش رادیاتور در پروسه انتقال حرارت موتور

    نقش رادیاتور در پروسه انتقال حرارت موتور
    ر اثر احتراق در موتورهای احتراق داخلی گرمای زیادی تولید می‌شود که حتی می‌تواند فلزات مجموعه سیلندر و پیستون را ذوب کند .
    سیستم خنک­کاری به­منظور پیشگیری از بالا رفتن دمای موتور به­کار می‌رود. این سیستم برای مراقبت در برابر عملکرد مؤثر در تمام سرعت‌های موتور و کنترل شرایط مختلف مورد استفاده است. دما در طول مدت احتراق مخلوط سوخت و هوا در محفظه احتراق موتور بسیار بالا می‌رود و به بیش از ۲۰۰۰ درجه می‌رسد. میزان قابل توجهی از این حرارت توسط دیواره‌های سیلندر و پیستون‌ها جذب می‌شود بنابراین باید خنک‌کاری به اندازه‌ای صورت پذیرد که دما بیش از حدود ۲۳۰ درجه نشود.
    دماهای بالاتر باعث کاهش ضخامت فیلم روغن می­شود و خواص روغن به­شدت افت می‌کند که این مسئله موجب افزایش استهلاک قطعات و ازدیاد دمای آنها خواهد شد.
    در موتورهای احتراق داخلی مقدار محدودی از انرژی سوخت برای قوای محرکه موتور استفاده می‌شود. تقریبا حدود ۲۸ درصد انرژی سوخت به کار مفید تبدیل می‌شود. ۳۰ درصد به­واسطه خنک­کاری، ۳۲ درصد به­وسیله خروج گازهای داغ و ۱۰ درصد باقیمانده توسط اصطکاک و عوامل دیگر به­هدر می‌رود. میزان حقیقی و دقیق انرژی تبدیل­شده به کار مفید در پروسه احتراق موتور به مشخصه‌های فیزیکی اجزای موتور بستگی دارد.
    همان‌طور که گفته شد، دما در طول احتراق در سیلندر موتورهای درون­سوز به بیش از ۲۰۰۰ درجه می‌رسد. این دما بیش از نقطه ذوب مواد مورد استفاده در ساختار موتور است بنابراین با بالارفتن دما به موتور خسارت وارد می‌شود و باید دمای کار موتور در محدوده­ای خاص حفظ شود. در یک نمونه سیستم خنک­کاری آبی موتور این دما در محدوده ۹۵-۷۵ قرار دارد که برای خنک­کاری هوایی این میزان کمی بیشتر است.
    خنک­کاری در موتور دو علت دارد:
    ۱) نگه داشتن دمای اجزای موتور در دمایی که روغنکاری مؤثر در آن ممکن باشد.
    ۲) نگه داشتن دمای اجزای مختلف موتور در یک محدوده خاص به­طوری که به سلامت قطعات موتور صدمه نزند.
    نحوه عملکـرد موتور در انتخاب و طراحی سیستم خنک­کاری تأثیر می‌گذارد و این کاملا به نوع گازهای احتراق و اجزای موتور وابسته است. وقتی موتور سرد است، کارایی پایینی دارد بنابراین سیستم خنک­کاری معمولا شامل وسایلی است که زمینه فعالیت خنک­کـاری نرمـال را بـرای حفظ گرمـای مناسب موتور مهیـا می‌کننـد.
    ­هنگام راه­اندازی موتور دمای قطعات داخلی آن، به­سرعت افزایش می‌یابد؛ پس وقتی موتور به دمای ­بهره­برداری می‌رسد باید سیستم خنک­کاری فعالیتش را آغاز کند.
    نمایه سیستم خنک­کاری موتور برای حداقل کردن حجم و وزن رادیاتور است که در وسایل نقلیه از اهداف مهم تلقی می‌شود. باید درجه حرارت متوسط آبی که از رادیاتور عبور می‌کند حتی­الامکان بالا نگه داشته شود تا اختلاف آن با درجه حرارت متوسط زیاد باشد.
    البته این درجه حرارت نباید از نقطه جوش آب در فشار اتمسفر تجاوز کند زیرا در آن صورت قسمتی از آب تبخیر می­شود و فشار داخل رادیاتور به­شدت افزایش می‌یابد. گرچه با طراحی درپوش مناسب برای رادیاتور آب داخل تحت فشار است تا دیرتر به نقطه جوش برسد، هوا نیز باید پس از عبور از رادیاتور به اطراف بدنه موتور جریان یابد.
    جهت عکس جریان به دو دلیل مناسب نیست: اولا هوا به روغن و ذرات آغشته به روغن که به هر حال روی بدنه موتور وجود دارد آلوده می‌شود و این ناخالصی‌ها روی منافذ رادیاتور رسوب می­کند و از راندمان آن می‌کاهد و ثانیا بر اثر تماس با بدنه گرم موتور درجه حرارت آن بالا می­رود و موجب کاهش قدرت­ خنک کنندگی رادیاتور می‌شود.
    برای درک نیاز موتور به سیستم خنک­کاری، اثرات افزایش یا کاهش دمای کارکرد موتور در ذیل آمده است:
    ● اثرات افزایش دمای کارکرد موتور
    ▪ بهره­برداری در دماهای بالا، بارهای زیاد با سرعت بالا بدون عملیات خنک­کاری باعث اکسیداسیون روغن روغنکاری می‌شود. در این شرایط ممکن است با بالا رفتن دما، لعاب و رسوب شکل گیرد؛ به­طوری که رینگ پیستون نتواند کار خود را انجام دهد؛ ضمن این که خراش خوردن رینگ نیز باعث اختلال عملکرد آن می‌شود. به همین ترتیب اکسیداسیون روغن می‌تواند باعث خوردگی و سایش بعضی از انواع یاتاقان‌ها شود.
    ▪ اگر دمای کارکـرد خیلـی زیاد شـود، نقاطی از پیستون‌ها و قسمت‌هایی از میل­لنگ که در یاتاقان می‌چرخند، منبسط می‌شوند که این موضوع باعث خروج آنها از لقی مجاز می­شود و این تغییرات صدمات جدی در یاتاقان‌ها و رینگ‌ها به­بار می­آورد.
    ▪ سطوح داخل محفظه احتراق از قبیل پای سوپاپ خروجی و شمع ممکن است آن­قدر گرم شود که جرقه زودتر اتفاق بیفتد؛ این شرایط جرقه پیش­رس نامیده می‌شود که اگر برای مدتی ادامه یابد، خسارت عمده به موتور می‌زند.
    ▪ اگر مخلوط تازه وارد شده به سیلندر خیلی گرم شود، چگالی آن کاهش خواهد یافت و در نتیجه قدرت آن کاسته می‌شود؛ به­خصوص در موتورهای بنزینی.
    ▪ با افزایش دمای مخلوط هوا و سوخت در محفظه احتراق و منیفولد ورودی، اصطکاک مکانیکی افزایش می­یابد و از قدرت خروجی موتور می‌کاهد.
    ● اثرات کاهش دمای کارکرد موتور
    ۱) افزایش خنک‌کاری باعث کاهش راندمان حرارتی، همچنین مانع تبخیر مناسب سوخت می‌شود که موجب رقیق شدن روغن می‌گردد.
    ۲) تبخیر نامناسب سوخت ، فیلم روغن بر روی دیواره‌های سیلندر را از بین می‌برد و باعث افزایش فرسایش سطح داخلی سیلندر می‌شود.
    ۳) به طور کلی خنک­کاری بیش از حد باعث کاهش قدرت، ضرر اقتصادی مصرف بیشتر سوخت و کاهش طول عمر قطعات موتور می­شود.
    ● ملاحظات طراحی رادیاتور
    طراحی رادیاتور باید براساس درجه حرارت هوا در گرمترین منطقه­ای که وسیله ممکن است در آن کار کند، صورت گیرد. در آب و هوای سردتر مقدار آب در گردش رادیاتور به وسیله ترموستات تنظیم می‌شود؛ به نحوی که فقط سنجش از قدرت خنک­کنندگی رادیاتور مورد استفاده قرار گیرد. افزایش دمایی بین ۸ تا ۱۲ درجه برای هوای جاری در رادیاتور منظور می‌شود. افزایش دمای بیشتر متداول نیست؛ به­خصوص که در هوای گرم موجب تبخیر بنزین در پمپ بنزین و لوله‌های رابط در موتور بنزینی می‌شود و از رسیدن سوخت به موتور جلوگیری به­عمل می‌آید.
    به منظور پیشگیری از سروصدای زیاد و مصرف بیش از اندازه توان موتور به وسیله پروانه، افت فشار سمت هوا کمتر از kpa ۱ منظور می‌شود. توان مصرفی پروانه باید به قدری باشد که در دور کم موتور و قدرت زیاد بتواند هوای کافی از رادیاتور عبور دهد. برای این که حجم رادیاتور کوچک باشد معمولا از لوله‌های تخت پره­دار استفاده می‌شود. هرچه تعداد پره بر واحد طول لوله بیشتر باشد، مبدل جمع و جورتر خواهد بود اما گرفتگی سوراخ پره‌ها با ذرات معلق موجود در هوا و حشرات سبب می‌شود که تعداد پره­ها بین ۴۰۰ و ۶۰۰ پره در هر متر باشد.
    ● رادیاتور و نحوه انتقال حرارت از سیال گرم به هوا
    رادیاتور دستگاهی است در سیستم خنک­کننده موتور که حجم زیادی از آب این سیستم را در تماس نزدیک با هوا نگه می­دارد تا انتقال حرارت از آب به هوا به­خوبی و به­سـرعت امکـان­پذیر باشـد. همچنین می‌توان گفت رادیاتور وسیله­ای است که برای نگهداری مقدار زیادی آب در مجاورت حجم بزرگی از هوا به­کار می‌رود؛ به طوری که حرارت بتواند از آب به رادیاتور و از رادیاتور به هوا منتقل شود.
    اجزای رادیاتور از مخزن بالایی و مخزن پایینی و هسته (شبکه) رادیاتور تشکیل شده که خود شبکه از لوله‌ها و پره‌ها به­وجود آمده است. همچنین به مخزن بالایی یک گلویی که به لوله هوا ارتباط دارد، متصل است.
    سیال خنک­کننده توسط پمپ به جداره‌های سیلندر جریان می‌یابد. در صورت بالا رفتن درجه حرارت سیال ترموستات مسیر را باز می‌کند و سیال گرم از طریق لوله ورودی رادیاتور که در مخزن ورودی آن تعبیه شده است، وارد رادیاتور می­شود و پس از خنک شدن به مخزن خروجی جریان می­یابد و پس از خروج توسط لوله خروجی رادیاتور، سیکل خود را ادامه می‌دهد.
    انتقال حرارت در رادیاتور خودرو به این صورت است که آب گرم در طول مسیر حرکت در رادیاتور، گرمای خود را به لوله‌ها منتقل می­کند و این گرما از محل اتصال لوله و پره، به پره‌ها منتقل می­شود و سپس گرمای انتقال­یافته به پره‌ها نیز توسط جریان هوای اجباری از آنها دفع می‌شود.
    ● انواع رادیاتور
    شبکه رادیاتورها شامل دو نوع فین تیوب و کروگیت است:
    ۱) رادیاتور فین تیوب (fin-Tube) : در این نوع رادیاتور امتداد لوله‌ها عمود بر راستای پره‌هاست و لوله‌ها از داخل پره‌ها عبور می‌کنند.
    ۲) رادیاتورهای کروگیت (crougate): در این نوع رادیاتورها لوله‌ها از داخل پره‌ها عبور نمی‌کنند بلکه پره‌ها به صورت موجدارند و لوله‌ها در امتداد پره‌ها روی نوک فین قرار داده می‌شوند.
    در حالت کلی مونتاژ رادیاتورهای کروگیت راحت­تر و سریع­تر از نوع فین تیوب است و امکان اتوماسیون آن وجود دارد ولی رادیاتورهای فین تیوب به دلیل درگیر شدن لوله و پره با یکدیگر، استحکام مکانیکی بیشتری دارند. رادیاتورها از لحاظ جنس به دو نوع
    آلومینیمی و مسی و برنجی تقسیم می­شوند که تکنولوژی ساخت هر یک می‌تواند Soldering و Brazing باشد.
    نویسنده :
    پرویز کلهر - کارشناس مهندسی و کنترل کیفیت شرکت رادیاتور ایران

    منبع :
    ماهنامه اندیشه گستر سایپا

  8. #17
    تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلی

    تاریخ عضویت
    28-09-2009
    نوشته ها
    9,234
    مهندسی مکانیک
    سیستم های انرژی
    امتياز طلايي
    25
    سپاس
    1,732
    1,897 سپاس در 664 پست
    امتياز:48015Array


    پیش فرض جستاری در موتور دورانی (موتور وانکل) – Wankel Engine

    معرفی:
    موتورهای دورانی وانکل گونه ای از موتورهای احتراق داخلی هستند منتها به گونه ای که از یک طراحی دورانی بهره گرفته تا نیروی احتراق را به نیروی محرکه تبدیل نمایند.
    این موتور همانند موتور های رفت و برگشتی reciprocating دارای 4 مرحله اصلی میباشد. مکش-تراکم-انفجار-تخلیه.که این چهار مرحله در فضایی ما بین روتور مثلثی شکل(که همان نقش پیستون را ایفا میکند) و محفظه روتوری بیضی شکل-تخم مرغ گونه- (همانند سیلندر) انجام میشوند.با این طراحی قدرت بالایی را میتوان به نرمی انتقال داد.
    از هنگام معروف شدن، این موتورها با نام موتور های دوار مرسوم شدند که می بایست ذکر کرد این نام مخصوص این طراحی نیست بلکه طراحی های مختلف را شامل میشود ولی به دلیل مرسوم شدن این موتور ها را با نام دوار هم ذکر میکنند.

    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    ویرایش توسط EVF : 01-10-2011 در ساعت 19:41
    Hey you...Don't tell me there is no hope at all

    Together we stand...Divided we fall








  9. #18
    کاربر انجمن

    تاریخ عضویت
    25-04-2010
    نوشته ها
    611
    مهندسی مکانیک
    سیالات
    سپاس
    0
    24 سپاس در 15 پست
    امتياز:2424Array

    مقايسه موتورهاي توربو شارژ و سوپر شارژ

    سلام
    مطلب اموزشی درمورد

    مقايسه موتورهاي توربو شارژ و سوپر شارژ

    امیدوارم به دردتون بخوره

    دانلود فایل
    تاپیک مرجع موتورهای احتراق داخلی فايل هاي پيوست شده
    • نوع فایل: rar 569.rar (49.5 کیلو بایت, 0 نمايش)
    بیا ساقی بیار ان جام گلرنگ
    بزن مطرب خدا را چنگ بر چنگ
    چو اوباشی و رندی کار ما شد
    دگر فارغ شدیم از نام و از ننگ


  10. #19
    کاربر فعال

    تاریخ عضویت
    28-08-2009
    نوشته ها
    3,957
    سایر رشته ها
    سپاس
    1
    162 سپاس در 139 پست
    امتياز:13034Array

    پیش فرض

    نقش موتورهای احتراق داخلی در موتورهای رم جت

    موتورهای جت معمولی متحرک، همگی دارای پایه و اساس و ساختار اصلی واحدی هستند. برای مثال موتورهای توربوجت، توربوفن، فن جت، توربوپراپ و ... اگر چه در کاربرد و سیستم های جانبی به کار رفته در آن ها متفاوت هستند، اما هسته همه این موتور ها بر پایه همان ساده ترین نوع موتور جت متحرک یعنی توربوجت استوار است. همان گونه که می دانیم، هر یک از انواع موتورهای جت برای رفع نیاز پرواز در سرعت های مشخصی ساخته شده اند و هر یک دارای محدوده های سرعت مخصوص به خود هستند. برای مثال موتورهای توربوپراپ برای پرواز در سرعت های زیر صوت و نزدیک به نیم ماخ ساخته شده و این در حالی است که موتورهای توربوفن هم برای پرواز در سرعت های زیر صوت طراحی شده اند، اما سرعت های نزدیک به یک ماخ. موتورهای توربوجت که به دلیل مصرف سوخت بالایشان بیشتر در هواپیماهای جنگنده و انواع ابتدایی هواپیماهای مسافربری جت استفاده می شد، اگر چه کارایی پرواز از سرعت های زیر صوت و تا بالای سرعت صوت را هم دارا بودند، اما در حقیقت صرفه از نظر مصرف سوخت آن ها فقط و فقط محدود به سرعت های بالای سرعت صوت و تا حدود سرعت دو ماخ می شد.

    مقایسه موتور توربوجت با موتور رم جت

    به زودی مشخص شد که قطعه های متحرک در موتورهای جتی که می بایست برای سرعت های بالای سه ماخ ساخته شوند، دیگر جایی ندارند. چرا که همین قطعه های متحرک به دلایل متعدد اجازه دستیابی به سرعت های بالاتر را نمی دادند. یکی از مشکلات مهم این گونه موتورها حجم بسیار بالای هوای ورودی در سرعت های بالای یک و نیم ماخ بود که برای نخستین بار در موتورهای J-79 ساخت شرکت جنرال الکتریک به وسیله استفاده از سیستم استاتورهای متغیر که هوای ورودی را کنترل می کردند حل شد. اما این موتورها همچنان در سرعت های بالاتر دارای مشکلاتی بودند. با پی بردن به این مسائل، ایده موتورهایی که فاقد هر گونه قطعه متحرکی هستند پی گیری شد.

    موتورهای رم جت چگونه کار می کنند؟

    در موتورهای جت معمولی، مثلاً از نوع توربوجت، وجود کمپرسور و توربین و شفت متصل کننده این قطعات ضروری به نظر می رسد. در موتورهای احتراق داخلی، مثل موتورهای پیستونی و جت کارکردن موتور وابسته به میزان کمپرس شدن هواست. این مسئله به گونه ای است که کمپرس هر چند که بسیار ناچیز باشد اگر وجود نداشته باشد موتور روشن نمی شود. از سوی دیگر هر چند ضریب کمپرس یا همان تراکم بالا تر باشد صرفه مصرف سوخت موتور هم بیشتر می شود. به همین دلیل است که موتورهای جت امروزی که برای بیشترین صرفه اقتصادی از نظر سوخت ساخته می شوند، دارای ضریب های تراکمی نزدیک به 44:1 هستند. موتورهایی نظیر موتورهای توربوجت با مکش هوا و فشرده کردن آن به وسیله طبقه فن های متوالی و سپس انفجار و عبور گازهای حاصله از توربین کار می کنند. در حقیقت کمپرسور وسیله کمپرس کردن هوا به شمار آمده و توربین نیز ادامه کار کمپرسور را به وسیله تبدیل انرژی گازهای داغ به انرژی مکانیکی تضمین می کند.


    در سرعت های بالای سه ماخ که موتورهای توربوجت کارایی خود را تقریباً از دست می دهند و دستیابی به سرعت های بالاتر توسط چنین موتورهایی امکان ناپذیر است، ما با پدیده ای به نام (رم افکت - Ram Effect) مواجه هستیم.
    رم افکت به معنای فشرده شدن و تراکم خودبخودی هوا در اثر حرکت وسیله متحرک با سرعت بسیار بالا است.
    پدیده رم از سرعت های نزدیک به 500 کیلومتر بر ساعت خود را نمایان می کند اما تا سرعت های بالای سرعت صوت و گاه تا سرعت های بالای سه ماخ به حداکثر کارایی خود نمی رسد. در این چنین سرعت هایی، فشرده شدن هوا به حدی است که به راحتی می تواند ضریب تراکم لازم برای کارکرد یک موتور جت احتراق داخلی را فراهم آورد. اگر به موتور توربوجت مان بازگردیم، می بینیم که با وجود پدیده رم، دیگر وجود کمپرسور بی معنی است. اگر کمپرسوری وجود نداشته باشد، پس توربینی هم برای چرخاندن این کمپرسور لازم نیست. حذف مجموعه کمپرسور و توربین و شفت اصلی، در حقیقت حذف کلیه مجموعه متحرک موتور جت است چون غیر از این قطعات، قطعه های اصلی دیگری در موتور حرکت ندارند. نتیجه کار یک لوله تو خالی با یک ورودی، محفظه احتراق و خروجی است که همان موتور رم جت نام دارد و نام این موتورها هم از شیوه کارکردشان گرفته شده است. در سرعت های بالا، هوا با سرعت زیادی وارد ورودی موتور می شود. در این قسمت، بخشی به نام دیفیوزر تعبیه شده است که این بخش عمدتاً یک شی مخروطی شکل در دهانه موتور است. این وسیله وظیفه دارد تا با تولید امواج ضربه ای، هوای ورودی را به سرعت زیر صوت برساند چرا که می دانیم که در چنین موتورهایی احتراق در سرعت مافوق صوت ممکن نیست. با تقلیل سرعت هوا، همان پدیده رم افکت بار دیگر نمایان می شود و انرژی جنبشی هوا، تبدیل به فشار و حرارت بیشتر می شود و همین مسئله تراکم هوای لازم برای احتراق را به وجود می آورد. طراحی دیفیوزر و ورودی موتورهای رم جت از بالاترین اهمیت برخوردار است و باید به گونه ای کاملاً مهندسی و مطالعه شده طراحی گردد تا بتواند از پدیده رم افکت نهایت استفاده را ببرد. پس از فشرده شدن هوا در این قسمت و تقلیل سرعت آن به سرعت زیر صوت، هوا وارد محفظه ی احتراق می شود. در محفظه ی احتراق هوا با سوخت مخلوط گشته و احتراق به وسیله شمع شروع می شود. پس از این قسمت، قسمتی بسیار حائز اهمیت در موتورهای رم جت وجود دارد که شعله نگه دار یا FlameHolder نامیده می شود. اهمیت این بخش از آن جهت است که این قسمت وظیفه همسان و هماهنگ سازی شعله احتراق برای بهترین کارایی موتور را دارد. پس از احتراق، هوای مشتعل شده از شعله نگه دار عبور کرده و سپس از خروجی موتور خارج می شود و بدین ترتیب نیروی جلو برنده یا همان تراست را به وجود می آورد. در موتورهای توربوجت معمولی حدود 85% انرژی گازهای خروجی صرف گرداندن توربین می شد، در حالی که در موتورهای رم جت کلیه نیرو و انرژی گازهای خروجی به نیروی تراست تبدیل می شود و این خود یکی از نشانه های کارائی بسیار بالا در سرعت های مافوق صوت است. ناگفته نماند چون در موتورهای رم جت دیگر محدودیت های دمای ورودی توربین وجود ندارد، این موتورها می توانند در دماهای بالاتری، در حدود 2100 درجه سانتیگراد نسبت به موتورهای جت دیگر کار کنند.

    موتور رم جت چگونه ساخته شد

    موتورهای رم جت یک نقص بسیار بزرگ دارند: این موتورها قادر نیستند در سرعت های پایین یا در شرایط ساکن روشن شوند و برای استارت نیاز به سرعت اولیه دارند، یعنی همان سرعت عملیاتی.

    بیشتر موتورهای رم جت از سرعت های بالای سرعت صوت شروع به کار می کنند، اگرچه موتورهایی هم وجود دارند که در سرعت های حدود 700 کیلومتر بر ساعت هم می توانند روشن شوند، اما کارایی چندانی ندارند. این موتورها اغلب توسط هواپیمای مادر به سرعت عملیاتی رسیده و به محض آنکه شرایط کارکرد موتور آماده شود، موتور روشن می شود. به همین علت موتورهای رم جت بیشتر در موشک ها به کار می روند و هنوز کاربرد وسیعی در زمینه هواپیمایی ندارند . در موشک های مجهز به موتوهای رم جت نیز ابتدا موشک به وسیله راکت بوستر به سرعت مورد نظر رسیده و سپس موتور رم جت روشن می شود. موشک کراگ روسی که برای نخستین بار در سال 1967 به پرواز در آمد، از نمونه موشک های مجهز به موتور رم جت است. این موشک توسط چهار بوستر کمکی راکتی به سرعت مطلوب رسیده و سپس موتور رم جت با سوخت مایع شروع به کار می کند و قادر است با سرعتی بیش از چهار برابر سرعت صوت اهدافی را از فاصله پنجاه کیلومتری هدف بگیرد. موتورهای توربو رم جت از مشتقات اصلی موتورهای رم جت هستند. این موتورها ترکیبی از موتورهای توربوجت و رمجت می باشند که از موتور توربوجت که به صورت هسته اصلی درون موتور رم جت قرار گرفته است برای سرعت گرفتن تا سرعت های مافوق صوت استفاده شده و پس از آن موتور توربوجت از کار ایستاده و موتور رم جت شروع به فعالیت می نماید. از مورد توجه ترین مثال این گونه موتورها می توان به موتور تاریخی و انقلابی J-58 ساخت شرکت پرات اند ویتنی اشاره کرد که در هواپیمای مشهور SR-71 Blackbird به کار برده شد و موفقیت های بزرگی به دست آورد. این موتور قدرتمند قادر بود پرنده سیاه را به راحتی به سرعت بالای سه ماخ برساند.

    آینده پیشرانه های رم جت

    مدتی است که هواپیمای جدید تحقیقاتی ساخت ناسا با نام X-43 جنجال زیادی به پا کرده است. این هواپیما مجهز به موتور جدیدی به نام موتور سکرم جت یا Scramjet یا همان Supersonic Combustion RamJet به معنای موتور رم جت با احتراق مافوق صوت است. قبلاً گفتیم که در موتورهای رم جت، برای تکمیل فرآیند احتراق هوای ورودی می بایست به سرعت های زیر صوت برسد. در موتورهای جدید سکرم جت که به دلیل دمای بالای کارکرد از سوخت هیدروژن استفاده می کنند، احتراق در سرعت بالای صوت انجام می پذیرد و تنها تفاوت این نوع موتورها با موتورهای رم جت در همین مسئله است. احتراق در سرعت بالای صوت امکان کارکرد در سرعت های هایپر سونیک یا سرعت های بالای پنج ماخ را برای این گونه موتور ها فراهم کرده است. چنانکه می دانیم هواپیمای بدون سرنشین X-43A در آخرین پرواز آزمایشی خود به سرعت بالای 11 ماخ دست یافت. موتورهای سکرم جت که آینده روشن موتورهای رم جت هستند، قطعاً انقلابی ترین حادثه حمل و نقل هوایی با سرعت های بالا را در چند سال آینده رقم خواهند زد.









    مبنای کارکرد اسکرم جت

    تمامی موتورهای اسکرمجت یک دهانه ورودی دارند که هوای ورودی را متراکم میکند .. افشانکهای سوخت ، محفظه احتراق و شیپوره ، بخشهای دیگر موتور اسکرم جت هستند . برای داشتن یک جریان همگن در احتراق ، جداکننده ای نیز بین ورودی و محفظه احتراق به کار می رود .


    اسکرم جت در واقع یک رمجت است . در رمجت، جریان هوای ورودی فراصوت (به موتور ) در ورودی به جریان فروصوت تبدیل میشود . سپس از میان یک شیپوره عبور داده شده تا برای تولید پیشرانش به سرعت فراصوت برسد .این کاهش شتاب موجب ازدست دادن مقداری از آنتالپی کلی شده که به نوبه خود کارایی موتور رمجت را پایین میآورد .
    با برقراری جریان فراصوت به جای جریان فروصوت ،مقدار کمتری از آنتالپی کل از دست می رود و بنابر این کارایی اسکرم جت در مقابل رمجت افزایش می یابد . در واقع طراحی اسکرم جت برای کاهش هرچه بیشتر نیروی پسا و افزایش نیروی برا است .













    داستایوفسکی: تغییر کردن خیلی سخته،شبیه یکی دیگه بودن آسونه،ولی یکی دیگه بودن سخته......
    لئوناردو داوینچی
    : مکانیک بهشت ریاضیات است.زیرا در اینجاست که ما به زیباییهای ریاضیات پی می بریم.
    علی دایی:
    من همیشه رو بازی میکنم و هیچوقت زیر و رو نکشیدم .......
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]





  11. #20
    کاربر فعال

    تاریخ عضویت
    28-08-2009
    نوشته ها
    3,957
    سایر رشته ها
    سپاس
    1
    162 سپاس در 139 پست
    امتياز:13034Array

    پیش فرض

    پردازنده هاي سوخت چگونه کار مي کنند؟

    اگر مقاله مربوط به سلولهاي سوختي (fuel cells) را خوانده باشيد، مي دانيد که اين سلولها از هيدروژن و اکسيژن الکتريسيته توليد و تنها بخار آب ساتع مي کنند. مشکل اصلي سلولهاي سوختي هيدروژني ، ذخيره و توزيع هيدروژن است. براي اطلاعات بيشتر قسمت " how the hydrogen economy works" را ملاحظه بفرماييد.
    هيدروژن، گازي با دانسيته انرژي زياد نيست؛ يعني در مقايسه با يک سوخت مايع مثل بنزين يا متانول انرژي کمي در واحد حجم دارد. لذا قرار دادن مقدار کافي هيدروژن در سلول سوختي يک ماشين هيدروژني به منظور طي مسافتي معقول و منطقي دشوار به نظر مي رسد. هيدروژن مايع، دانسيته انرژي خوبي دارد ، اما بايد در دماي بسيار پايين و فشار زياد نگهداري و ذخيره شود که نگهداري و حمل آن را مشکل مي سازد.
    سوختهاي رايج و معمولي مثل گاز طبيعي ، پروپان ، بنزين وسوختهاي غير رايج مانند متانول و اتانول ، همه در ساختار مولکوليشان هيدروژن دارند. اگر يک فناوري وجود داشت که هيدروژن را از اين سوختها جدا و از آن براي سوخت رساني به سلول سوختي استفاده مي کرد مي توان گفت مشکل ذخيره و توزيع هيدروژن به کلي برطرف مي شد.
    اين فناوري در حال توسعه، پردازنده سوخت يا مبدل (reformer) نام دارد. در اين قسمت مي آموزيم که مبدل گازي (steam reformer) چگونه کار مي کند.
    هدف پردازنده هاي سوخت
    وظيفه پردازنده هاي سوخت، تأمين هيدروژن خالص وابسته براي سلول سوختي ، با استفاده از يک سوخت است که آماده و دردسترس بوده و براحتي قابل حمل است. پردازنده هاي سوخت بايد قادر باشند که اين عمل را به روش بهينه و کارآمد با کمترين آلودگي انجام دهند؛ در غير اين صورت آنها مزاياي استفاده از سلول سوختي را از بين مي برند.
    براي اتومبيلها، مسأله اصلي ذخيره انرژي است.. براي اجتناب از مخزنهاي سنگين و فشرده ، يک سوخت مايع به گاز ارجحيت دارد. شرکتهاي مختلف روي پردازنده هايي براي سوختهاي مايع مانند بنزين و متانول کار مي کنند. بهترين سوختي که در کوتاه مدت توصيه مي شود متانول است. در حال حاضر اين سوخت بسيار شبيه بنزين، ذخيره و توزيع مي شود.
    براي خانه ها و ايستگاههاي توليد برق، سوختهايي چون گاز طبيعي و پروپان مناسبترند. بسياري از خانه ها و ايستگاههاي توليد برق قبلاً به منابع گاز طبيعي، لوله کشي و متصل شده اند. بعضي خانه ها نيز که لوله کشي نشده اند ، مخزن پروپان دارند.
    بنابراين معقول به نظر مي رسد که اين سوختها را به هيدروژن تبديل کرده تا در سلولهاي سوختي ساکن استفاده شوند.
    متانول و گاز طبيعي هردو مي توانند در يک مبدل گازي (steam reformer) به هيدروژن تبديل شوند.


    مبدل گازي (steam reformer)
    دو نوع مبدل گازي وجود دارد؛ يکي متانول و ديگري گاز طبيعي را بازسازي مي کند.
    بازسازي متانول
    فرمول مولکولي متانول CH3OH است. هدف مبدل اين است که حداکثر هيدروژن (H) ممکن را از اين مولکول جدا کند طوري که ميزان نشر آلاينده هايي چون کربن مونواکسيد را به حداقل برساند.اين فرآيند با تبخير متانول مايع و آب آغاز مي گردد. گرمايي که در فرآيند بازسازي توليد شده بود، براي اين منظور (تبخير) استفاده مي شود. ترکيب بخار آب و متانول (متانول گازي) از يک اتاقک داغ حاوي کاتاليزگر عبور داده مي شود.
    هنگامي که مولکول هاي متانول به کاتاليزگر برخورد مي کنند به مونواکسيد کربن (CO) و گاز هيدروژن (H2) تجزيه مي شوند:
    CH3OH => CO + 2H2
    بخار آب نيز به گاز هيدروژن و اکيسژن تجزيه مي شود. اين اکسيژن با CO ترکيب مي شود تا CO2 بسازد. با اين روش، مقدار بسيار کمي CO آزاد مي شود چرا که بيشتر آن به CO2 تبديل شده است:
    H2O + CO => CO2 + H2
    بازسازي گاز طبيعي
    گاز طبيعي که بيشترين ماده ترکيبي آن متان(CH4) است ، با عملکردي مشابه پردازش مي گردد. متان موجود در گاز طبيعي با بخار آب واکنش داده و گازهاي مونواکسيد کربن وهيدروژن، آزاد مي کند:
    CH4 + H2O => CO + 3H2
    همانند عملي که در بازسازي متانول انجام شد، بخار آب به گاز هيدروژن و اکسيژن تجزيه مي شود. اکسيژن با CO ترکيب شده و CO2 حاصل مي گردد:
    H2O + CO => CO2 + H2
    هيچ کدام از اين ترکيبها ايده آل نيستند؛ مقداري از متانول يا گاز طبيعي و مونواکسيد کربن بدون اينکه واکنش دهند باقي مي مانند. اين مواد در مجاورت يک کاتاليزگر با مقدار کمي هوا(براي تأمين اکسيژن) سوزانده مي شوند. اين عمل، بسياري از ملکولهاي CO باقي مانده را به CO2 تبديل مي کند.
    بسياري روشهاي ديگر ممکن است استفاده شود تا آلاينده هاي ديگري همچون گوگرد که ممکن است در گاز اگزوز باشند را پاک کنند.
    به دو دليل حذف کردن مونواکسيد کربن از گاز اگزوز اهميت دارد: اول اينکه اگر CO از سلول سوختي عبور کند ، کيفيت عملکرد و طول عمر سلول سوختي کاهش مي يابد . دوم اينکه اين گاز يک آلاينده کنترل شده است که بسياري از ماشينها مجازند تنها مقدار بسيار کمي از آن را توليد کنند.

    براي توليد برق، سيستم هاي مختلفي بايد با هم کار کنند تا جريان الکتريکي خروجي را تأمين نمايند. يک سيستم معمولي از يک مصرف کننده الکتريکي (مثل اتاق خودرو يا موتور الکتريکي) يک سلول سوختي و يک پردازنده سوخت تشکيل شده است.
    خودرويي که با سلول سوختي کار مي کند را بررسي مي کنيم. وقتي که شما پدال گاز(هيدروژن) را فشار مي دهيد، فعل و انفعالاتي به طور همزمان رخ مي دهند.
    ● کنترل کننده موتور الکتريکي شروع به برقراري جريان در موتور الکتريکي کرده و موتور الکتريکي نيز گشتاور بيشتري ايجاد مي کند
    ● در سلول سوختي، هيدروژن بيشتري واکنش مي دهد، الکترونهاي بيشتري توليد شده، در موتور و کنترل کننده الکتريکي جريان مي يابند و نياز بيشتر به انرژي را برطرف مي کنند.
    ● پردازنده سوخت، متانول بيشتري را درون سيستم - که هيدروژن توليد مي کند- پمپ مي کند. پمپ ديگري جريان هيدروژني را که به سلول سوختي مي رود افزايش مي دهد.
    فعل و انفعالات متوالي مشابه اي نيز هنگامي که دراتاق، مصرف انرژي بالا مي رود رخ مي دهد. مثلاً وقتي سيستم تهويه روشن مي شود برق خروجي سلول سوختي بايد سريعاً افزايش يابد وگرنه چراغها کم نور مي شوند تا اينکه سلول سوختي نياز انرژي را تأمين کرده و افت ولتاژ را جبران نمايد.
    پردازنده هاي سوخت زيانهايي نيز دارند. زيانهايي همچون آلودگي و تأثير روي بازده کلي.
    آلودگي
    اگرچه پردازنده هاي سوختي مي توانند گاز هيدروژن را براي سلول سوختي با آلودگي بسيار کمتر از يک موتور درون سوز تأمين نمايند، مقدار قابل توجهي دي اکسيد کربن (CO2) توليد مي کنند. اگرچه اين گاز يک آلاينده کنترل شده نيست، گمان مي رود که در گرم شدن زمين (global warming) نقش داشته باشد.
    اگر در يک سلول سوختي هيدروژن خالص استفاده شود ، تنها محصول فرعي آن ، آب (بخار آب) است. CO2 يا هيچ گاز ديگري توليد نمي شود. اما چون خودرو هايي با پردازنده هاي سوخت از سلول سوختي انرژي مي گيرند، مقدار کمي از آلاينده هاي کنترل شده (مثل مونواکسيد کربن) را توليد مي کنند، نمي توان نام وسايل نقليه پاک و غير آلاينده (ZEVs : zero emission vehicles) را با با توجه به قوانين آلودگي کاليفرنيا بر آنها نهاد. هم اکنون فناوري هاي اصلي که تحت عنوان ZEV ها شناخته مي شوند ، خودرو هاي الکتريکي با باتري و خودرو هاي هيدروژني هستند.
    به جاي تلاش در جهت بهبود پردازنده هاي سوخت براي حذف آلاينده هاي کنترل شده از آنها، برخي شرکتها روي شيوه هاي جديدي براي ذخيره يا توليد هيدروژن در وسيله نقليه کار مي کنند. [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]روي مخزني از جنس هيدريد فلزي کار مي کند تا هيدروژن را مثل اسفنجي که آب را جذب مي کند، جذب کند. با اين وسيله نيازي به مخزنهاي پرفشار نيست و مي توان ظرفيت هيدروژن وسيله نقليه را افزايش داد.

    Powerball Technologies درنظر دارد از گلوله هاي پلاستيکي کوچکي که مملو ازسديم هيدريد مي باشند استفاده کند. اين توپها وقتي باز شده و به داخل آب انداخته شوند هيدروژن توليد مي کنند. محصول فرعي اين واکنش سديم هيدرواکسيد مايع بوده که يک ماده شيميايي صنعتي رايج است.
    بازده
    زيان ديگر پردازنده هاي سوخت اين است که بازده کلي ماشيني که با سلول سوختي کار مي کند را کاهش مي دهند. پردازنده سوختي ازگرما وفشاربراي کمک به انجام واکنشهايي که هيدروژن آزاد مي کنند استفاده مي کند.
    بسته به نوع سوختي که به کار مي رود و بازده سلول سوختي و پردازنده سوخت، بهبود بازده روي خودرو هاي بنزيني معمولي به طور آشکار کم است. اين مقايسه بازده هاي ماشين بنزيني و ماشين با سلول سوختي و ماشين برقي را ملاحظه بفرماييد.












    داستایوفسکی: تغییر کردن خیلی سخته،شبیه یکی دیگه بودن آسونه،ولی یکی دیگه بودن سخته......
    لئوناردو داوینچی
    : مکانیک بهشت ریاضیات است.زیرا در اینجاست که ما به زیباییهای ریاضیات پی می بریم.
    علی دایی:
    من همیشه رو بازی میکنم و هیچوقت زیر و رو نکشیدم .......
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]
    [میهمان عزیز شما قادر به مشاهده لینک نمی باشید. جهت مشاهده لینک در تالار گفتگو ثبت نام کنید. ]





صفحه 2 از 5 نخستنخست 12345 آخرینآخرین

اطلاعات موضوع

کاربرانی که در حال مشاهده این موضوع هستند

در حال حاضر 1 کاربر در حال مشاهده این موضوع است. (0 کاربران و 1 مهمان ها)

موضوعات مشابه

  1. نرم افزار رسم دیاگرام سیم پیچی موتور - motosoft
    توسط CleMent در انجمن دانلود نرم افزارهای مهندسی برق
    پاسخ ها: 3
    آخرين نوشته: 16-08-2016, 20:26
  2. مرجع:انواع موتور هواپیما و فضا پیما
    توسط EN-EZEL در انجمن پیشرانش
    پاسخ ها: 20
    آخرين نوشته: 08-03-2012, 21:05
  3. پاسخ ها: 5
    آخرين نوشته: 10-02-2012, 15:53
  4. پاسخ ها: 0
    آخرين نوشته: 12-06-2010, 14:57
  5. اطلاعاتی درباره موتورهای هواپیما
    توسط .Godfather. در انجمن نیروی هوایی
    پاسخ ها: 1
    آخرين نوشته: 20-04-2010, 21:30

کلمات کلیدی این موضوع

Bookmarks

مجوز های ارسال و ویرایش

  • شما نمیتوانید موضوع جدیدی ارسال کنید
  • شما امکان ارسال پاسخ را ندارید
  • شما نمیتوانید فایل پیوست کنید.
  • شما نمیتوانید پست های خود را ویرایش کنید
  •