Naslov
Modeliranje procesa sporokretnih brodskih dizelskih motora u svrhu predviđanja udjela NOx u ispušnim plinovima
(Low speed marine diesel engine modeling for NOx prediction in exhaust gases)

Autori
Lalić, Branko

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Split

Datum
03.02

Godina
2020

Stranica
150

Mentor
Prof. dr.sc. Gojmir Radica

Ključne riječi
stehiometrija izgaranja ; matematički model motora ; ubrizgavanje goriva ; kemijska kinetika ; utjecajni parametri motora
(combustion stoichiometry ; mathematical engine model ; fuel injection ; chemical kinetics. influential engine parameters)

Sažetak
Utjecaj ispušnih plinova na okoliš i onečišćenje zraka s brodova u posljednjih nekoliko desetljeća privukao je veliku pozornost javnosti. Zbog karakteristika procesa izgaranja, tipičnog za brodske dvotaktne sporokretne dizelske motore i uporabe teških goriva, svjetska pomorska flota ispušta u atmosferu značajnu količinu dušikovih oksida NOx. Poznavanje procesa nastajanja ispušnih plinova i određivanje utjecajnih parametara njihovih emisija važan su čimbenik unaprjeđenja brodskih dvotaktnih sporokretnih motora, a pogotovo s gledišta daljnjeg smanjenja potrošnje goriva, kao i povećanja djelotvornosti uz zadovoljenje sve strožih propisa o ograničenju emisije dušikovih oksida. Istraživanjem dosadašnjih tehnika i načina smanjenja emisija ustanovljeno je kako postoje ekonomski i tehnički problemi kod primjene razvijenih tehnologija na velike brodske sporokretne motore što dovodi u pitanje provođenje, kao i zadovoljenje strogih zakonskih propisa. U ovome radu razvijen je model brodskog sporokretnog dvotaktnog dizelskog motora, te su provedena eksperimentalna i numerička ispitivanja tvorbe dušikovog monoksida. Kod mjerenja sadržaja dušikovih spojeva u emisiji ispušnih plinova, obično se mjeri samo sadržaj dušikovog dioksida NO2 (eng. Nitrogen dioxide) jer je dušikov monoksid vrlo nestabilan i zbog velike količine kisika u ispušnim plinovima brzo prelazi u dušikov dioksid, te se njegov iznos usvaja kao ukupna emisija dušikovih spojeva. Temeljito su razrađeni modeli goriva i stehiometrije izgaranja, kinematike stapnog mehanizma, razvijene temperature u cilindru, te promjena topline i tvorbe dušikovog monoksida. Određeni su najznačajniji utjecajni parametri na tvorbu dušikovog monoksida. Validacija modela je izvršena na osnovi izmjerenih tlakova izgaranja, snage motora i koncentracija dušikovih oksida na 25%, 50%, 75%, 100% i 110% najvećega trajnog opterećenja motora. Ispitane su mogućnosti optimiranja potrošnje goriva i smanjenja emisije dušikovog monoksida korekcijom kuta ubrizgavanja goriva i promjenom stupnja kompresije. Rezultati istraživanja ukazuju kako se optimiranjem parametara kuta ubrizgavanja i stupnja kompresije može uspješno smanjiti potrošnja goriva uz zadovoljenje dozvoljenih graničnih vrijednosti za emisiju dušikovih oksida.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Strojarstvo

POVEZANOST RADA