Termodinamska in emisijska analiza motorja z notranjim zgorevanjem ob uporabi sinteznega plina

Kravos, Andraž (avtor), Katrašnik, Tomaž (mentor)

V magistrski nalogi je predstavljena zasnova merilne proge ter ključne predelave, ki so potrebne za ustrezno krmiljenje ter termodinamsko in emisijsko analizo delovanja 4-valjnega motorja z notranjim zgorevanjem in prisilnim vžigom ob uporabi sinteznega plina. Na podlagi izvedenih meritev, v točkah primernih za uporabo v kogeneracijskem postrojenju, so opravljene analize globalnih termodinamskih parametrov, koncentracij onesnažil v izpušnih plinih, cikličnih in valjnih variacij, samovžiga ter termodinamska analiza procesa zgorevanja. Analizirani parametri so primerjani s parametri dobljenimi ob uporabi zemeljskega plina. Na podlagi analiz rezultatov se ugotovi, da ob uporabi sinteznega plina: - ostane izkoristek v primeru delovanja s stehiometrično zmesjo enak ob zgodnejšem proženju prisilnega vžiga, sicer pa rahlo pade, - izpusti dušikovih oksidov in nezgorelih ogljikovodikov se zmanjšajo za najmanj en red velikosti, izpusti ogljikovega monoksida in delcev pa nekoliko manj, - do pojava samovžiga ne pride, - proces zgorevanja se podaljša za najmanj 15%, - ciklične variacije postanejo manj izrazite, njihova pojavnost pa se zaradi drugačnih tlačnih razmer v sesalnem zbiralniku spremeni.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: motorji z notranjim zgorevanjem, prisilni vžig, sintezni plin, zemeljski plin, termodinamska analiza procesa zgorevanja, analiza izpustov onesnažil, samovžig, ciklične variacije, medvaljne variacije
• Vrsta gradiva: Magistrsko delo/naloga
• Organizacija: FS - Fakulteta za strojništvo
• Leto izida: 2017
• PID: 20.500.12556/RUL-92947
• Datum objave v RUL: 11.07.2017

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: Thermodynamic analysis of combustion and pollutants formation in a synthesis gas spark ignited engine

Izvleček

This dissertation presents a measurement system assembly alongside necessary key modifications required to properly control and analyze the thermodynamics of combustion and pollutant formation in a four-cylinder spark ignited synthesis gas fuelled internal combustion engine. Based on measurements carried out, several analysis of key phenomena have been performed, namely: global thermodynamic parameters, concentration of pollutants in exhaust, thermodynamic aspects of combustion, knock behavior, cycle to cycle and cylinder to cylinder variations. The analyzed parameters are addressed in comparison with ones acquired when natural gas was used as fuel instead of synthesis gas. Based on results of analyzed phenomena, we can sum up the key findings as: - when working with stoichiometric mixture the efficiency remains the same if we retard the ignition, otherwise it falls slightly, - emissions of nitric oxides and THC decrease by at least one order magnitude, while emissions of carbon monoxide and particles fall by a bit less, - knocking or any other form of spontaneous combustion does not occur, - combustion duration is prolonged by at least 15%, - cycle to cycle variations become less pronounced and their presence alone is changed due to different pressure conditions within the intake manifold.

• Ključne besede: internal combustion engines, spark ignition, synthesis gas, natural gas, thermodynamic combustion analysis, emission analysis, knocking, cycle to cycle variations, cylinder to cylinder variations