پژوهش بررسی تأثیر ترکیبات مختلف بیودیزل و بیواتانول با دیزل بر روی ارتعاشات تراکتور MF285

چکیده:

امروزه استفاده از سوخت های  زیستی (بیودیزل و بیواتانول) به عنوان یک سوخت جایگزین و تجدید پذیر مورد توجه قرار گرفته است. مخلوط های بیودیزل و بیواتانول با دیزل با نسبت های مختلفی قابلیت استفاده در موتورهای احتراقی را دارند مشروط بر اینکه رفتار ارتعاشی این موتورها در اثر تغییر سوخت بررسی شود . ارتعاش به طور مستقیم اثر مخربی بر روی قطعات موتور و کاربر دارد وبه همین دلیل بررسی ارتعاش حاصل از فرآیند احتراق در موتورهای احتراقی همواره مورد توجه محققان بوده است . در این تحقیق ارتعاشات حاصل از مصرف ترکیبات مختلف سوخت های بیودیزل و بیواتانول با دیزل در موتور چهار سیلندر چهار زمانه تراکتور MF285 بررسی گردید . ارتعاشات در یک نقطه موتور و سه محور عمود بر هم در جهت های عمودی (Z) ، جانبی (Y) و افقی (X) و در سه سطح دور موتور 1000، 1600و rpm 2000 و ده سطح سوخت  (دیزل خالص B_5 E_2 D_93,B_5 E_4 D_91,B_5 E_6 D_89,B_15 E_2 D_83,B_15 E_4 D_81,B_15 E_6 D_79,B_25 E_2 D_73,B_25 E_4 D_71,B_25 E_6 D_69,)   اندازه گیری شد. برای تحلیل داده ها از روش های حوزه زمانی ، آماری و همچنین انفیس (فازی – عصبی) استفاده شد. نتایج نشان داد که ارتعاش حاصل از مصرف ترکیبات سوخت های بیودیزل و بیواتانول با دیزل در همه سطوح کمتر از ارتعاش در اثر مصرف سوخت دیزل خالص می باشد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش بیودیزل در ترکیب سوخت ها میزان ارتعاش به طور معنی داری کاهش یافت. به گونه ای که سوخت B_5 E_4 D_91 (5درصد بیودیزل و4درصد بیواتانول و 91درصد دیزل خالص) از بین 9 ترکیب سوخت بیشترین مقدار ارتعاش و B_25 E_4 D_71 کمترین مقدار ارتعاش را دارد. همچنین نتایج نشان دادکه با افزایش دور موتور میزان ارتعاش افزایش می یابد به گونه ای که بیشترین ارتعاش برای تمام سوخت ها در دور موتور rpm 2000 وکمترین مقدار مربوط به دور موتور rpm 1000 است. جهت مختصات نقطه اندازه گیری ارتعاش موتور بر میزان ارتعاش اثر گذار است به طوری که در تمام آزمایش ها و برای همه سطوح سوخت ها و تحت همه دورهای مورد آزمایش این تحقیق ، مقدار ارتعاش در راستای عمودی (Z) بیشتر از ارتعاش در راستای جانبی  (Y) ومقدار ارتعاش در جهت جانبی بیشتر از راستای طولی   (X) موتور می باشد. نتایج نیز نشان داد که با افزایش بیواتانول در 7 نوع سوخت ترکیبی از بین 9 سوخت ترکیبی مقدار ارتعاش کاهش می یابد. همچنین نتایج مدل های فازی و سطح پاسخ نشان داد که مدل سطح پاسخ نسبت به مدل فازی عملکرد بسیار بهتری از خود نشان داد. 

کلمات کلیدی: بیودیزل ، بیواتانول، دیزل، ارتعاش موتور، تراکتور MF285

فهرست مطالب

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1 مقدمه

1-2 تعریف مسئله

1-3 اهداف تحقیق

فصل دوم: تئوریهای مبنایی و پیشینه‌ی تحقیق

2-1 مفهوم ارتعاش

2-2 ضرورت اندازه‌گیری ارتعاشات

2-3 سوخت بیودیزل

2-4 سوخت بیواتانول

2-5 نقش سوختهای بیودیزل و بیواتانول بر عملکرد موتور 

2-6 نقش سوختهای زیستی (بیودیزل و بیواتانول ) بر ارتعاش ماشین

2-7 ارتعاشات در ماشین‌ها

2-8 اثر ارتعاشات بر سلامتی انسان

2-9 تأثیر بزرگی و فرکانس ارتعاش

2-10 روش اولیه ارزیابی و محاسبه ارتعاش وسیله

2-11 مقدار ریشه میانگین مربعات ارتعاش و شتاب معادل

2-12 مقدار تجمع ارتعاش

2-13 راه‌های امکان جذب و کاهش ارتعاشات موتور

2-14عوامل تشدید کننده ارتعاش موتور تراکتور

2-15اثر ارتعاش بر موتور

2-16اثرات ترکیبات سوخت بیودیزل و بیواتانول بر ارتعاش موتور

2-17جمع‌بندی

فصل سوم: مواد و روش ها

3-1 مقدمه. 18

3-2 مواد و تجهیزات مورد نیاز جهت تهیه سوخت بیودیزل

3-2-1 دستگاه مولد بیودیزل

3-2-2 منبع تولید سوخت بیودیزل

3-2-3 الکل متانول

3-2-4 کاتالیزور

3-3 روش و مراحل تولید سوخت بیودیزل

3-3-1 آماده سازی محلول متوکسید

3-3-2 ترانس استریفیکاسیون

3-3-3 جداسازی گلیسیرین

3-3-4 آبشویی محلول سوخت

3-3-5 تبخیر آب باقی مانده در محلول بیودیزل بعد از آبشویی آن

3-4 مواد و تجهیزات مورد نیاز آزمایش‌های ارتعاش موتور 

3-4-1 سوخت بیودیزل

3-4-2 تراکتور MF 285

3-4-3 موتور

3-4-4 دستگاه ارتعاش سنج (Vibration meeter) 

3-5 اتصال قسمتهای مختلف برای داده‌ برداری

3-6 دوربین فیلمبرداری

3-7 کامپیوتر و نرم‌افزار

3-8 نحوه اتصال شتاب سنج

3-9 محل اتصال شتاب سنج

3-10 شرایط و محل انجام آزمایشها

3-11 داده برداری

3-12 تحلیل داده ها

3-12-1 تحلیل آماری داده ها

3-12-2 تحلیل داده ها به روش هوش مصنوعی

فصل چهارم: نتایج و بحث

4-1 مقدمه

4-2 میانگین های شتاب ارتعاشی در دورها و سوختهای مختلف روی محورهای متفاوت

4-3 مقایسه میانگین های شتاب برآیند (شتاب کل) برای سوختهای مختلف تحت دورهای متفاوت

4-4 بررسی و مقایسه میزان ارتعاش روی محورها تحت دورهای مختلف بر اساس تحلیل داده ها

4-5 بررسی رابطه محورهای سه گانه بر ارتعاش موتور از دیدگاه فنی ومکا نیکی

4-6 بررسی و مقایسه اثرات دورها و جهت بر میزان ارتعاش

4-7 بررسی رابطه دور موتور  با ارتعاش در موتورازمنظر تحلیل داده ها

4-8 بررسی رابطه دور موتور با میزان ارتعاش آن ازدیدگاه فنی ودینامیکی

4-9 تحلیل در حوزه زمانی

4-10 تجزیه و تحلیل آماری

4-11 نتایج بررسی اثر نوع سوخت، دور موتور و محور بر ارتعاش موتور تراکتور MF285

4-11-1 مقایسه میانگین های ارتعاش درسطوح مختلف سوخت

4-11-2 مقایسه اثر دورهای مختلف موتور بر میانگین های ارتعاش

4-11-3 مقایسه اثر محور های مختلف بر میانگین های ارتعاش

4-12 مقایسه میانگین نهایی ارتعاش درسطوح مختلف سوخت و دور روی محورهایX،Y، Z

4-13 مقایسه میانگین نهایی ارتعاش در سطوح مختلف سوخت و محور

4-14 مدل سازی به کمک انفیس

4-15 مدل سازی به کمک سطح پاسخ:

فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهادها

5-1 مقدمه

5-2 نتیجه گیری

5-3 پیشنهادها

منابع