Αξιολόγηση πρόσθετων πετρελαίου Ντήζελ σε κινητήρα

Ανδρουλάκη-Καλφόγλου, Ελεάνα; Androulaki-Kalfoglou, Eleana

dc.contributor.author	Ανδρουλάκη-Καλφόγλου, Ελεάνα	el
dc.contributor.author	Androulaki-Kalfoglou, Eleana	en
dc.date.accessioned	2017-12-18T13:13:20Z
dc.date.available	2017-12-18T13:13:20Z
dc.date.issued	2017-12-18
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46130
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14594
dc.rights	Default License
dc.subject	Ντήζελ	el
dc.subject	Κινητήρες	el
dc.subject	Βελτιωτικά	el
dc.subject	Αριθμός κετανίου	el
dc.subject	Εκπομπές καυσαερίων	el
dc.subject	Diesel	en
dc.subject	Diesel engine	el
dc.subject	Cetane number	el
dc.subject	Cetane improver	el
dc.subject	Emissions	el
dc.title	Αξιολόγηση πρόσθετων πετρελαίου Ντήζελ σε κινητήρα	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Καύσιμα	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-10-02
heal.abstract	Για πολλές δεκαετίες η χρήση του κινητήρα ντήζελ περιοριζόταν κυρίως σε οχήματα μεγάλου κυβισμού και γενικώς στις μεταφορές. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια οι κινητήρες ντήζελ κερδίζουν ολοένα και περισσότερο έδαφος και στα επιβατηγά οχήματα λόγω των πλεονεκτημάτων τους έναντι των βενζινοκινητήρων, κυρίως ως προς την κατανάλωση του καυσίμου αλλά και τις εκπομπές μονοξειδίου του άνθρακα και άκαυστων υδρογονανθράκων. Παρόλαυτα, σημαντικό πρόβλημα προς επίλυση για τον κινητήρα ντήζελ αποτελούν οι εκπομπές οξειδίων του αζώτου και σωματιδίων που παραμένουν σε υψηλά επίπεδα, αλλά και γενικά η περαιτέρω μείωση των συνολικών εκπομπών, γεγονός που έχει προσελκύσει το ενδιαφέρον διάφορων ερευνητών παγκοσμίως. Σκοπός της παρούσης διπλωματικής εργασίας είναι η αξιολόγηση προσθέτων στο πετρέλαιο ντήζελ, τα οποία υποβοηθούν την καύση σε ντηζελοκινητήρες, τόσο στη μείωση της κατανάλωσης του καυσίμου, όσο και στη μείωση των εκπεμπόμενων ρύπων. Στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας παρασκευάστηκαν και μελετήθηκαν τρεις σειρές καυσίμων. Η καθεμία αποτελούνταν από ένα καύσιμο βάσης, πετρέλαιο ντήζελ, στο οποίο προστέθηκαν, σε συγκεκριμένες αναλογίες, τρία διαφορετικά βελτιωτικά του αριθμού κετανίου και ένα βιοκτόνο. Αρχικά, μελετήθηκαν οι φυσικοχημικές ιδιότητες των τρίων καυσίμων βάσης και η επίδραση των προσθέτων σε αυτές. Συγκεκριμένα, μελετήθηκαν η πυκνότητα, το ιξώδες, η οξειδωτική σταθερότητα, το σημείο απόφραξης ψυχρού φίλτρου, ο αριθμός κετανίου, η καμπύλη απόσταξης, και ενδεικτικά για ορισμένα καύσιμα ο δείκτης κετανίου. Τα πειραματικά αποτελέσματα για τις φυσικοχημικές ιδιότητες επιβεβαίωσαν το γεγονός ότι τα βελτιωτικά του αριθμού κετανίου δεν επιφέρουν σημαντικές μεταβολές στην πυκνότητα, στο σημείο απόφραξης ψυχρού φίλτρου, στην οξειδωτική σταθερότητα, στην καμπύλη απόσταξης και φυσικά στο δείκτη κετανίου. Αντίθετα, με την χρήση προσθέτων διαπιστώθηκε άνοδος του αριθμού κετανίου και ορισμένες αυξομειώσεις του ιξώδους των καυσίμων ανάλογα με την εκάστοτε αρχική τιμή του. Τόσο τα τρία καύσιμα βάσης, όσο και τα καύσιμα που περιείχαν βελτιωτικά, δοκιμάστηκαν σε δικύλινδρο κινητήρα και μετρήθηκε η κατανάλωση καυσίμου, η θερμοκρασία καυσαερίων και οι εκπομπές σε CO2, CO, NOx, HC και PM. Επίσης, υπολογίστηκαν η ειδική κατανάλωση καυσίμου και ο λόγος αέρα/καυσίμου. Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν σε τέσσερις επαναλήψεις, στην άφορτη λειτουργία του κινητήρα και σε 20%, 45%, 65% και 80% του πλήρους φορτίου. Από τις πειραματικές μετρήσεις φάνηκε ότι οι θερμοκρασίες των καυσαερίων των καυσίμων δεν μεταβάλλονται από την προσθήκη βελτιωτικών. Ο λόγος αέρα καυσίμου αυξάνεται, ενώ η είδική κατανάλωση ακολουθεί την αντίστροφη πορεία και μειώνεται. Τάσεις μείωσης από την προσθήκη βελτιωτικών διακρίνονται και στις εκπομπές του διοξειδίου του άνθρακα, γεγονός που συνάδει με τη συμπεριφορά της ειδικής κατανάλωσης των καυσίμων. Σημαντική μείωση, με την χρήση βελτιωτικών, εμφανίζεται στις εκπομπές του μονοξειδίου του άνθρακα, ενώ η αύξηση του αριθμού κετανίου με την αύξηση της περιεκτικότητας των προσθέτων μειώνει περαιτέρω το ποσοστό των εκπομπών του μονοξειδίου του άνθρακα. Ταυτόχρονα, συνολική τάση μείωσης με την αύξηση του αριθμού κετανίου παρατηρείται και στις εκπομπές των οξειδίων του αζώτου. Παράλληλα, το ποσοστό των άκαυστων υδρογονανθράκων είναι πολύ χαμηλό έως και αμελητέο και δεν παρουσιάζει κάποια συγκεκριμένη τάση με την προσθήκη των βελτιωτικών. Τέλος, όσον αφορά στις εκπομπές των σωματιδίων, διακρίνεται μία τάση μείωσης τους με την χρήση προσθέτων, αλλά δεν ακολουθούν συγκεκριμένη συμπεριφορά για τις διάφορες περιεκτικότητες των βελτιωτικών.	el
heal.abstract	In the past, diesel engine usage was limited mainly to high-cubic- capacity vehicles and transportations in general. However, during the last few years, diesel engines are gaining increasingly more ground to passenger vehicles as well. That turn of people to diesel engines can be explained by the significant advantages they have against petrol engines as far as fuel consumption, CO and unburnt hydrocarbon emissions are concerned. Nevertheless, nitrogen oxide (NOx) and particle emissions still constitute a great issue to be addressed. The above, and the further reduction of emissions in general, are areas that have attracted the interest of many researchers throughout the world. This thesis aims at evaluating the effect of additives, which help combustion inside diesel engines, on the reduction of fuel consumption as well as the restriction of emitted pollutants. During this thesis, three fuel series were produced and examined. Each one of them consisted of a diesel base fuel, in which three different cetane improvers and a biocidal product were added at certain ratios. In the beginning, the physicochemical properties of the three base fuels were measured, as was the additives’ effect on them. Specifically, the measured properties were the density, viscosity, cold filter plugging point, oxidation stability, cetane number, distillation curve and, for some fuels, the cetane index. The examined results confirmed the fact that cetane number improvers do not significantly affect the density, cold filter plugging point, oxidation stability, distillation curve and, as was expected, the cetane index. On the contrary, additive usage resulted in an increase of cetane number, and in some fluctuation of the fuel viscosity, depending on its initial value. The three base fuels, as well as the fuels containing improvers, were tested on a bicylinder engine and fuel consumption, exhaust gas temperature, and CO2, CO, NOx, HC and PM emissions were measured. In addition to that, BSFC and air to 11fuel ratio were calculated. Measurements were taken four times, at the idle engine load, as well as the 20%, 45%, 65% and 80% of the full engine load. Experimental measurements showed that exhaust gas temperature was not affected by improver addition. Air to fuel ratio was increased while BSFC was decreased. Improver’s addition also showed a reduction tendency to CO2 emissions, a fact that is in line with the fuels’ BSFC behaviour. A significant reduction in CO emi ssions, when using improvers, was observed, while increasing cetane number by increasing additive concentration led to a further reduction of the CO emission percentage. Simultaneously, a reduction tendency was also observed as far as NOx were concerned, when cetane number was increased. Furthermore, the unburnt hydrocarbon percentage was very low, or in some cases insignificant and there was no specific tendency when improvers were added. Last but not least, as far as particle emissions were concerned, there existed a reduction tendency when using additives, however, there wa s no specific behaviour for the different improver concentrations.	en
heal.advisorName	Λόης, Ευριπίδης	el
heal.committeeMemberName	Ζαννίκος, Φανούριος	el
heal.committeeMemberName	Παπαδόπουλος, Γεώργιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Τεχνολογίας Καυσίμων και Λιπαντικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	138 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true