انجمن احتراق ایران
سوخت و احتراق
2008-3629
2008-3637
11
4
2019
03
11
بهینه سازی فرآیند تولید بیودیزل از روغن کلزای غیرخوراکی با استفاده از روش سطح پاسخ
1
13
FA
سارا
الماسی
گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
sara.almasei91@gmail.com
غلامحسن
نجفی
گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
najafi14@gmail.com
برات
قبادیان
استاد، مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه تربیت مدرس
ghobadib@modares.ac.ir
در طول سال های اخیر، با توجه به شرایط آب وهوایی مطلوب ایران، کشت کلزا به میزان قابل توجهی افزایش یافت، به طوری که در سال 2010 تولید کلزا در ایران به 145900 تن در سال بود که در سال 2013 به 174999 تن در سال رسید. هدف از این تحقیق بررسی امکان تولید بیودیزل از روغن کلزای غیرخوراکی با استفاده از سامانه فراصوت است. در این تحقیق، چهار فاکتور مختلف، ازجمله نسبت مولی، زمان واکنش، پالس و دامنه، در سه سطح درنظر گرفته شد. برای تجزیه و تحلیل آماری از نرم افزار Designe Exeprt، روش سطح پاسخ (RSM) و طرح Box Behnken برای شناسایی شرایط مطلوب روند استفاده شد. پس از تجزیه و تحلیل داده ها و بهینه سازی واکنش تولید بیودیزل نتیجه تحقیق نشان داد که در شرایط بهینه تولید بیودیزل در نسبت مولی 87/1:4، زمان واکنش77/3 دقیقه، پالس 58/99 درصد و دامنه 5/73 درصد، بازده واکنش 26/89 درصد به دست آمد. خواص فیزیکی و شیمیایی بیودیزل تولیدشده با استاندارد EN 14112 مطابقت دارد و نشاندهنده این است که بیودیزل تولیدشده دارای عملکرد قابل قبولی است و می توان به عنوان سوخت جایگزین در موتور دیزل استفاده کرد.
بیودیزل,ترانس استریفیکاسیون,روش سطح پاسخ,روغن کلزای غیر خوراکی,فراصوت
https://www.jfnc.ir/article_84988.html
https://www.jfnc.ir/article_84988_39f26f62dde3a016d31fe4d98e2536f5.pdf
انجمن احتراق ایران
سوخت و احتراق
2008-3629
2008-3637
11
4
2019
03
11
پیش بینی و بهینه سازی برخی ویژگی های بیودیزل پالم با استفاده از خواص دی الکتریک به روش سطح پاسخ
15
27
FA
محمد
زارعین
0000-0003-2279-1037
گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
m.zarein@modares.ac.ir
محمدهادی
خوش تقاضا
0000-0001-6754-6401
/گروه مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس.
khoshtag@modares.ac.ir
برات
قبادیان
گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
ghobadib@modares.ac.ir
حسین
عامری مهابادی
مهندسی برق، مرکز تحقیقات مخابرات ایران، تهران
ameri@ieee.org
استفاده از سامانه پایش کیفی بیودیزل تولیدی (بهصورت برخط و ناپیوسته) همواره نیاز اساسی تولید این فرآورده است که نیازمند تحقیقاتی در این زمینه است. هدف از این تحقیق پیشبینی و بهینه سازی ویژگیهای بیودیزل پالم با استفاده از خواص دیالکتریک آن است. متغیرهای خواص دیالکتریک بیودیزل (έ، ثابت دیالکتریک و ″ε، فاکتور اتلاف) در فرکانس های مایکروویو (434، 915 و MHz 2450) به عنوان متغیرهای ورودی مورد استفاده قرار گرفت. ویژگیهای بیودیزل پالم، محتوای متیل استر اسیدهای چرب و نقطه اشتعال در سه سطح مختلف زمان واکنش (7، 21 و 63 دقیقه) و غلظت کاتالیزور (1، 5/1 و %w/w<sub>oil</sub>2) به عنوان متغیرهای خروجی مدل درنظر گرفته شد. روش سطح پاسخ برای پیشبینی و بهینهسازی محتوای متیل استر و نقطه اشتعال مورد ارزیابی قرار گرفت. شرایط بهینه با استفاده از سطح پاسخ برای محتوای متیل استر به میزان 87/9۱ درصد و نقطه اشتعال به میزان C<sup>°</sup> 7/162 با مطلوبیت 999/0 بهدست آمد. همچنین، با استفاده از این روش معادله درجه دو برای پیشبینی محتوای متیل استر و نقطه اشتعال به دست آمد
محتوای متیل استر,نقطه اشتعال,ثابت دی الکتریک,فاکتور اتلاف,شرایط بهینه
https://www.jfnc.ir/article_84925.html
https://www.jfnc.ir/article_84925_ae94560345de068817d1af0298c83285.pdf
انجمن احتراق ایران
سوخت و احتراق
2008-3629
2008-3637
11
4
2019
03
19
مطالعه تجربی تأثیر استفاده از مخلوط سوخت دیزل-بیودیزل بر قابلیت بازیافت حرارت تلف شده در یک مولد برق کوچک
29
41
FA
امیر
امیدوار
0000-0003-1578-5093
دانشیار/ دانشکده مهندسی مکانیک و هوافضا، دانشگاه صنعتی شیراز، شیراز، ایران
amir.omidvar@gmail.com
در موتورهای دیزل سهم قابل توجهی از انرژی حاصل از احتراق سوخت از طریق اگزوز و سیستم خنککننده موتور تلف میشود. استفاده از سوخت های زیستی می تواند بر میزان حرارت بازیافتی از موتور نیز اثر گذار باشد. در تحقیقی که به تازگی در این مورد منتشرشده، تأکید شده است که افزایش درصد بیودیزل در مخلوط سوخت پتانسیل بازیافت حرارت را کاهش میدهد. در تحقیق مذکور تنها سوختهای بیودیزل خالص و مخلوط 50 درصد بیودیزل با دیزل معمولی بررسی شده است. این در حالی است که معمولاً در استانداردها استفاده از مخلوط های کمتر از 20 درصد بیودیزل توصیه شده است. در مقاله حاضر تأثیر استفاده از مخلوط های بیودیزل با درصدهای 10، 20 و 30 درصد حجمی بر پتانسیل بازیافت حرارت از اگزوز و سیستم خنک کاری یک مولد برق کوچک بهکمک یک سامانه بازیاب ترموالکتریک تکماژوله بررسی و با سوخت دیزل معمولی مقایسه شده است. نتایج نشان داد که تأثیر بیودیزل بر امکان بازیافت حرارت از موتور یک روند یکنوای کاهشی ندارد، به طوری که با افزایش درصد حجمی بیودیزل تا 20 درصد، پتانسیل بازیافت حرارت افزایش می یابد. افزایش بیشتر سهم بیودیزل در مخلوط سوخت باعث کاهش پتانسیل بازیافت حرارت خواهد شد. بیشترین پتانسیل بازیافت حرارت برای مخلوط B20 مشاهده شد. نتایج تجربی انجام شده با یک ماژول ترموالکتریک نشان داد که استفاده از مخلوط B20 نسبت به دیزل معمولی بسته به میزان بار موتور میتواند ولتاژ مدار باز ماژول را تا 12 درصد و بیشینه توان خروجی از آن را تا 25 درصد افزایش دهد.
بیودیزل,بازیافت حرارت,مولد ترموالکتریک
https://www.jfnc.ir/article_85316.html
https://www.jfnc.ir/article_85316_1f78c8d153a3e50a347aac2974154e16.pdf
انجمن احتراق ایران
سوخت و احتراق
2008-3629
2008-3637
11
4
2019
03
19
شبیهسازی گردابههای بزرگ اختلاط هوا و سوخت در یک محفظه احتراق گردابه دربند – بررسی اثر نسبت طول به عمق حفره
43
63
FA
رضا
شریف زاده
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران
reza.sharifzade@ut.ac.ir
اصغر
افشاری
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران
afsharia@ut.ac.ir
اختلاط هوا و سوخت در یک محفظه احتراق گردابه دربند با استفاده از روش شبیهسازی گردابههای بزرگ کوپل شده با تابع توزیع جرمی فیلترشده مورد مطالعه شده است. در این پژوهش، اثر نسبت طول به عمق حفره (L/D) به عنوان یک پارامتر هندسی تأثیرگذار بر کیفیت اختلاط هوا و سوخت در جریان غیراحتراقی مورد ارزیابی می شود. ساختار گردابهای در داخل حفره به همراه معیارهای کمّی مختلف همانند نسبت همارزی میانگین حفره و نسبت همارزی استوکیومتریک، توزیع کلی سوخت و منحنیهای اختلاط به منظور بررسی نحوه تغییرات کیفیت اختلاط مورد استفاده قرار گرفتهاند. نتایج شبیهسازی نشان میدهند که با افزایش نسبت طول به عمق حفره از 0.60 به 0.85 به دلیل افزایش حجم گردابه اصلی، کیفیت اختلاط در داخل حفره افزایش مییابد. با افزایش بیشتر این نسبت تا نزدیکی 0.93 کیفیت اختلاط در داخل حفره افتی موقتا افت میکند و سپس در نزدیکی 1.00 مجددا روند بهبود کیفیت ادامه پیدا می کند. اما، بهترین بازدهی اختلاط در همان نسبت طول به عمق حفره 0.85 رخ میدهد، به طوری که این نسبت دارای بیشترین تمرکز جرم سوخت در محدوده نسبت همارزی میانگین حفره و نسبت همارزی استوکیومتریک است. یافتهها با شواهد و قرائن برخاسته از ساختار گردابهای جریان در داخل حفره همخوانی دارد.
محفظه احتراق گردابه دربند,اختلاط هوا و سوخت,نسبت طول به عمق حفره,شبیهسازی گردابههای بزرگ
https://www.jfnc.ir/article_85694.html
https://www.jfnc.ir/article_85694_5b36f6861e37553dfe672f954c84ef8a.pdf
انجمن احتراق ایران
سوخت و احتراق
2008-3629
2008-3637
11
4
2019
02
20
شبیه سازی و بهینهسازی فرآیند تولید بیودیزل از روغن خوراکی سوخته تحت شرایط سینتیکی مختلف
65
83
FA
رضا
جانبراری
دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه سهند تبریز، تبریز، ایران
s.reza.janbarari@gmail.com
حسام
احمدیان بهروز
0000-0002-0219-6831
هیات علمی گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه سهند تبریز، تبریز، ایران
ahmadian@sut.ac.ir
به دلیل مصرف بیش از حد منابع نفتی در کشورهای در حال توسعه، تلاش های زیادی برای ایجاد یک سوخت جایگزین مناسب بر روی سیستم های انرژی و حملونقل فعلی انجام شده است که یکی از انتخابهای مناسب بیودیزل است. هدف در این مطالعه، ابتدا، شبیه سازی فرایند تولید بیودیزل از روغن مصرفشده توسط نرمافزار ASPEN PLUS و سپس بهینه سازی این فرایند با درنظرگرفتن شرایط سینتیکی مختلف در مرحله استریفیکاسیون است. به این دلیل که میزان اسیدهای چرب در خوراک فرایند بیشتر از یک درصد وزنی است، فرایند در دو مرحله، شامل مرحله اول استریفیکاسیون و مرحله دوم ترنساستریفیکاسیون، انجام میشود. تابع هدف بهینه سازی رسیدن به حداکثر میزان فروش بیودیزل و گلیسرول در مقابل حداقل هزینههای تولید است. با توجه به نتایج، حالت بهینه زمانی حاصل میشود که نسبت مولی متانول به روغن برابر 3 انتخاب شود. همچنین، دمای دو راکتور استریفیکاسیون و ترنساستریفیکاسیون، از آن جهت که بر میزان تولید بیودیزل و نیز انرژی مصرفی راکتورها تأثیرگذار بود، تأثیر زیادی در تعیین حالت بهینه اقتصادی این فرایند داشت. هزینه تولید برای این فرایند 24/16 میلیون دلار در سال و سود حاصل از آن 93/12 میلیون دلار در سال به دست آمد.
بیودیزل,شبیه سازی,بهینه سازی,استریفیکاسیون,ترنساستریفیکاسیون
https://www.jfnc.ir/article_85974.html
https://www.jfnc.ir/article_85974_3d909c5ac94880d353e30476e9d6c790.pdf
انجمن احتراق ایران
سوخت و احتراق
2008-3629
2008-3637
11
4
2019
03
19
تعیین توزیع شعاعی دما و سرعت در شعله به وسیله ترموکوپل
85
100
FA
محمد جواد
اکبری
گروه پیشرانش، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
mohammadjavad.akbari@ae.sharif.ir
آزاده
کبریایی
خیابان ازادی- دانشگاه صنعتی شریف- دانشکده هوافضا
kebriaee@sharif.ir
علیرضا
رنجبران
واحد احتراق، شرکت مهندسی و ساخت توربین مپنا(توگا)
ranjbaran.alireza@mapnaturbine.com
امروزه، استفاده از ترموکوپل با جنس مقاوم و نقطه ذوب بالا به عنوان ابزاری کارآمد و ارزان برای اندازه گیری دمای گازهای داغ در احتراق استفاده میشود. اندازهگیری دما توسط ترموکوپل دارای خطای ذاتی ناشی از اتلاف تابشی و هدایتی است و لازم است این خطا اصلاح شود. در این پژوهش، ابتدا، با استفاده از روش عددی ترموکوپل مدلسازی می شود و صحت کد اولیه، با مقایسه نتایج پژوهش های پیشین، اعتبارسنجی میشود. سپس، اثر، قطر ترموکوپل و سرعت متوسط جریان بر مقدار خطای ترموکوپل بررسی می شود. نتایج نشان میدهد، با افزایش قطر ترموکوپل از 5/0 به 1 میلیمتر، خطا 50 درصد افزایش یافته و با افزایش سرعت متوسط جریان از 1 به 5 متر بر ثانیه، خطا 41 درصد کاهش می یابد. در مقایسه با داده های یک کار تجربی، نتایج مدلسازی ترموکوپل نشان می دهد که بیشینه مقدار خطا برای ترموکوپل 300 و 500 میکرونی در شرایط مورد بررسی به ترتیب برابر 30/8 و 39/6 درصد است. در ادامه پژوهش، الگوریتمی به منظور محاسبه توزیع شعاعی همزمان دما و سرعت جریان پیشنهاد شده و نتایج بیانگر دقت قابل قبول این الگوریتم برای شرایط جریان با دمای بالاست. نتایج مربوطه نشان میدهد که خطای الگوریتم 2 درصد است.
ترموکوپل,توزیع دمای شعله,اصلاح خطای اندازهگیری
https://www.jfnc.ir/article_85975.html
https://www.jfnc.ir/article_85975_d3fe0815cd08030a5d27271577a3475f.pdf
انجمن احتراق ایران
سوخت و احتراق
2008-3629
2008-3637
11
4
2019
03
19
تأثیر فسفر بر اصلاح زئولیت HZSM-5 سنتز شده با توزیع مختلف آلومینیوم شبکه در واکنش تبدیل کاتالیستی سوخت گاز مایع به اولفینهای سبک
101
117
FA
سعید
عباسی زاده
دانشگاه تربیت مدرس
s.abbasizadeh87@gmail.com
رامین
کریم زاده
دانشگاه تربیت مدرس دانشکده شیمی
ramin_karimzadeh@yahoo.com
در این پژوهش، زئولیت های HZSM-5 با استفاده از منابع آلومینیوم نیترات و آلومینیوم هیدروکسید و نسبت Si/Al برابر 20 سنتز شد و تاثیر توزیع آلومینیوم روی اصلاح زئولیت HZSM-5 با فسفر در واکنش شکست کاتالیستی سوخت گاز مایع بررسی شد. کاتالیست های تهیه شده با استفاده از تحلیل های طیفسنجی پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، جذب و دفع نیتروژن (N<sub>2</sub>-BET)، طیف سنجی فلورسانس اشعه ایکس (XRF)، و دفع برنامه ریزی شده دمایی آمونیاک (NH<sub>3</sub>-TPD) مشخصه یابی شدند. توزیع آلومینیوم شبکه زئولیت HZSM-5 با استفاده از آنالیز XRF و طیف سنجی فرابنفش-مرئی بازتابی (DR UV-Vis)، تعیین شد. بیشترین سهم آلومینیوم های منفرد برابر 90/6 درصد برای زئولیت سنتزشده با آلومینیوم نیترات و بیشترین سهم آلومینیوم های نزدیک به هم، برابر 47/8 درصد برای زئولیت سنتزشده با آلومینیوم هیدروکسید بوده است. آزمونهای شکست کاتالیستی نشان دادند که پایداری کاتالیستی و بازده اولفینهای سبک در شکست سوخت گاز مایع توسط زئولیت سنتزشده با آلومینیوم نیترات نسبت به زئولیت سنتزشده با آلومینیوم هیدروکسید بالاتر بوده است. پس از گذشت 240 دقیقه از انجام واکنش، بازده اولفین سبک برای زئولیت P/HZSM-5 سنتزشده با آلومینیوم نیترات از49/8 درصد به 41/5 درصد کاهش یافته است. همچنین، نسبت پروپلین به اتیلن، بازده محصولات سنگین C<sub>5</sub><sup>+</sup>، درصد کک تشکیل شده و نرخ غیرفعال شدن برای P/HZSM-5 سنتزشده با آلومینیوم نیترات، بهترتیب، برابر 0/986، 2%، 6% و 21/31% بوده است.
سوخت گاز مایع,HZSM-5,آلومینیوم های منفرد,فسفر,اولفین سبک
https://www.jfnc.ir/article_86847.html
https://www.jfnc.ir/article_86847_2dd2e1c1576f2986ba7ad7f56a41b5f6.pdf