Συγκριτική αξιολόγηση μεθόδων προσδιορισμού αριθμού Κετανίου με θάλαμο καύσης σταθερού όγκου

Λυμπέρης, Κωνσταντίνος; Lymperis, Konstantinos

dc.contributor.author	Λυμπέρης, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Lymperis, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2025-04-03T10:28:35Z
dc.date.available	2025-04-03T10:28:35Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/61603
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29299
dc.rights	Default License
dc.subject	Υγρά Καύσιμα	el
dc.subject	Αριθμός Κετανίου	el
dc.subject	Diesel	en
dc.subject	Ignition Quality Tester	en
dc.title	Συγκριτική αξιολόγηση μεθόδων προσδιορισμού αριθμού Κετανίου με θάλαμο καύσης σταθερού όγκου	el
dc.accessRights
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υγρά Καύσιμα	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-09-27
heal.abstract	Ως ποιότητα ανάφλεξης καυσίμου ορίζεται το μέτρο της ευκολίας με την οποία το καύσιμο αναφλέγεται σε έναν κινητήρα. Στους κινητήρες ντήζελ η ποιότητα ανάφλεξης εκφράζεται μέσω του αριθμού κετανίου, ο οποίος αποτελεί την σημαντικότερη ιδιότητα του καυσίμου. Όσο πιο ψηλός είναι ο αριθμός κετανίου, τόσο πιο εύκολα το καύσιμο αυτοναφλέγεται, διευκολύνοντας τη ψυχρή εκκίνηση ενός κινητήρα. Ο αριθμός κετανίου ως μέγεθος σχετίζεται άμεσα με το χρονικό διάστημα που μεσολαβεί από τη στιγμή της εισαγωγής του καυσίμου στον θάλαμο καύσης μέχρι τη στιγμή της ανάφλεξης του. Το χρονικό διάστημα αυτό ονομάζεται καθυστέρηση ανάφλεξης ή Ignition Delay (ID) και εξαρτάται από παράγοντες όπως θερμοκρασία του θαλάμου καύσης, πίεση του αέρα στον θάλαμο καύσης, σχέση συμπίεσης, γεωμετρία του πιστονιού, υγρασία του αέρα και ποιότητα του καυσίμου. Η καθυστέρηση ανάφλεξης οφείλεται σε φυσικές και χημικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα κατά την έγχυση του καυσίμου στον θάλαμο καύσης και οδηγούν στην αυτανάφλεξη του καυσίμου. Διαχωρίζεται σε φυσική και χημική καθυστέρηση. Θεωρητικά, η φυσική καθυστέρηση προηγείται της χημικής, όμως λόγω της πτητικότητας των συστατικών του καυσίμου κάτι τέτοιο δεν συμβαίνει. Όσο μικρότερη είναι η καθυστέρηση ανάφλεξης, τόσο καλύτερη είναι η λειτουργία του κινητήρα, καθώς μειώνεται η ποσότητα καυσίμου που συσσωρεύεται στον θάλαμο καύσης και συνεπώς η πίεση και ο ρυθμός καύσης παραμένουν σε λογικά επίπεδα, εξασφαλίζοντας με αυτόν τον τρόπο την ομαλή λειτουργία του κινητήρα. Αντίθετα, μία μεγάλη καθυστέρηση ανάφλεξης δημιουργεί προβλήματα τόσο στην ψυχρή εκκίνηση του κινητήρα, όσο και στην μετέπειτα λειτουργία του. Συνεπώς, αυξημένος αριθμός κετανίου σημαίνει μείωση στη καθυστέρηση ανάφλεξης, επομένως και βελτίωση στην ποιότητα ανάφλεξης του καυσίμου. Ο αριθμός κετανίου εξαρτάται από τα χημικά και τα φυσικά χαρακτηριστικά του καυσίμου. Τα φυσικά χαρακτηριστικά αφορούν τον χρόνο εξάτμισης προκειμένου να αναμειχθεί με τον θερμό και συμπιεσμένο αέρα. Η σύσταση του καυσίμου ντήζελ στους διάφορους τύπους υδρογονανθράκων τους όποιους περιέχει έχει κυρίαρχο ρόλο στη διαμόρφωση του αριθμού κετανίου Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η συγκριτική αξιολόγηση τριών μεθόδων προσδιορισμού του αριθμού κετανίου καυσίμων με θάλαμο καύσης σταθερού όγκου, με τη βοήθεια της καθυστέρησης ανάφλεξης. Η εξασφάλιση αξιόπιστων μετρήσεων αριθμού κετανίου είναι ιδιαίτερα σημαντική, καθώς ο αριθμός κετανίου, εκτός από βασική ιδιότητα των καυσίμων ντήζελ, αποτελεί και θεμελιώδη προδιαγραφή για την ορθή λειτουργία των κινητήρων. Κάτω από αυτό το πρίσμα, πραγματοποιήθηκε σύγκριση 3 μεθόδων: της ASTM D6890 / EN 15195-2022 με τη χρήση του οργάνου IQT (Ignition Quality Tester), της ASTM-D7668, με τη χρήση Συγκριτική Αξιολόγηση Μεθόδων Προσδιορισμού Αριθμού Κετανίου με Θάλαμο Καύσης Σταθερού Όγκου Λυμπέρης Κωνσταντίνος 5 του οργάνου CID ( Cetane Ignition Delay και της ASTM-D7170 / EN-16144 με τη χρήση του οργάνου FIT (Fuel Ignition Tester). Διεξήχθησαν μετρήσεις αριθμού κετανίου μιγμάτων πρωτογενών καυσίμων αναφοράς (μίγματα C16-HMN, C16-AMN) αρχικά και στη συνέχεια δευτερογενών καυσίμων αναφοράς (μίγματα T26- U19) διαφορετικών αναλογιών προκείμενου να καλυφθεί ένα εύλογο εύρος μετρήσεων αριθμού κετανίου 35-85 για τα πρωτογενή καύσιμα αναφοράς και 40-70 για τα δευτερογενή. Ακολούθησαν μετρήσεις 39 δειγμάτων ντήζελ πολύ χαμηλού θείου με εύρος τιμών αριθμού κετανίου 40-70. Αποτελεσματικά, οι τρεις συγκρινόμενες μέθοδοι δεν παρουσίασαν ουσιαστικές διαφορές, εκτός από αυτές των ορίων σφάλματος αναπαραγωγιμότητας του κάθε οργάνου και τον τρόπο βαθμονόμησης τους. Η γραμμική συσχέτιση των μετρήσεων των δειγμάτων ντήζελ δεν απέδωσε ικανοποιητική ακρίβεια, σε αντίθεση με τη συσχέτιση των μετρήσεων των δευτερογενών καυσίμων. Ίσως πρέπει να αυξηθεί το δειγματοσύνολο προκειμένου να εξαχθούν αξιόπιστα συμπεράσματα συσχετίσεων υψηλότερης ακρίβειας. Τέλος, κυρίως με βάση τις μετρήσεις των δευτερογενών καυσίμων αναφοράς, διαπιστώθηκε ότι κάθε όργανο παρουσιάζει αυξημένη ακρίβεια μέτρησης σε διαφορετικό εύρος αριθμού κετανίου ξεχωριστά, δίνοντας αλλού τιμές χαμηλότερες και αλλού υψηλότερες από τις αναμενόμενες, όμως στην πλειονότητα εντός των ορίων Αναπαραγωγιμότητας.	el
heal.advisorName	Καρώνης, Δημήτρης	el
heal.committeeMemberName	Καρώνης, Δημήτρης	el
heal.committeeMemberName	Σχοινάς, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Πρωτόγερου, Αιμιλία	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	53 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false