جلسه دفاع از رساله: فرزاد جلیلیان تبار                                                                             گروه: مکانیک بیوسیستم       

عنوان رساله:  بهینه­سازی سامانه EGRیک موتور دیزل با استفاده از مخلوط سوخت­های دیزل و بیودیزل با روش الگوریتم ژنتیک

ارائه کننده: فرزاد جلیلیان تبار

استاد راهنمای اول (اصلی) :  آقای دکتر برات قبادیان    

  استاد مشاور اول : آقای دکتر غلامحسن نجفی

استاد ناظر داخلی: آقای دکتر احمد بناکار

استاد ناظر داخلی: آقای دکتر شیوا گرجیان   

استاد ناظر خارجی : آقای دکتر علی جعفری      

استاد ناظر خارجی:آقای دکتر رضا حسن بیگی

نماینده تحصیلات تکمیلی: آقای دکتر احمد بناکار

مکان : آمفی تئاتر شماره 1

تاریخ: 96/4/11

ساعت: 14

چکیده

در این مطالعه یک سامانه بازگردانی گازهای خروجی موتور (EGR) برای یک موتور اشتعال تراکمی چهار زمانه تک سیلندر به کار گرفته شد. سامانه EGRساخته شده با استفاده از روش‌‌های تجربی ارزیابی شده و تاثیر بار (بارهای 25، 50 و 75 درصد) و سرعت موتور (1800، 2100 و 2400 دور بر دقیقه) و همچنین نسبت EGR( نسبت‌‌های 0، 10، 20 و 30 درصد) و نسبت سوخت بیودیزل (0، 5، 10 و 15 درصد بیودیزل در مخلوط سوخت دیزل و بیودیزل) بر متغیرهای عملکردی و آلاینده‌‌های موتور بررسی گردید، سپس مدل‌‌های ریاضی برای ایجاد ارتباط بین عوامل بررسی شده و متغیرهای اندازه‌‌گیری شده، ایجاد گردید. سرانجام با استفاده از مدل‌‌های ریاضی و روش بهینه سازی NSGA-II، عوامل در نظر گرفته شده بهینه سازی گردید.  نتایج تحقیق تجربی انجام شده نشان داد که اضافه کردن بیودیزل به سوخت دیزل موجب افزایش آلاینده  خروجی موتور می‌‌گردد. با استفاده از سامانه EGR، این آلاینده کاهش یافت به گونه‌‌ای که بالاترین مقدار کاهش آلاینده   برابر با 7/63 درصد و برای سوخت B10و نسبت 30 درصد EGRبوده است. بنابراین مشخص گردید که با استفاده از سامانه EGRمی‌‌توان افزایش آلاینده  ناشی از استفاده از سوخت بیودیزل را خنثی نمود. استفاده همزمان از سامانه EGRو سوخت بیودیزل موجب کاهش آلاینده COبه ترتیب برابر با 04/4، 12 و 73/1 درصد برای دور موتور 1800، 2100 و 2400 دور بر دقیقه گردید. بالاترین میزان کاهش آلاینده UHCبرابر با 05/54 درصد بوده است و بدین ترتیب افزایش این آلاینده به دلیل استفاده از سامانه EGRتا حدود زیادی کنترل شد. مقدار کل دوده خروجی موتور در حالت استفاده همزمان از سامانه EGRو سوخت بیودیزل تغییر قابل ملاحظه‌‌ای نداشته است. نتایج بخش نظری نشان داد که، مدل‌‌های درجه دوم بهترین مدل‌‌های ریاضی بودند که توسط نرم افزار Design expertانتخاب گردیدند. ضریب همبستگی برای مدل‌‌های مختلف ریاضی برای  CO، HC، ، دوده، توان و BSFCبه ترتیب برابر با 95/0، 92/0، 90/0، 95/0، 90/0 و 96/0 بود. بهینه‌سازی NSGA-IIپس از 224 تکرار متوقف گردید. نتایج بهینه سازی برای عوامل بررسی شده بر روی موتور به وسیله روش NSGA-IIبرای انتخاب نسبت EGRو نسبت مناسب سوخت بیودیزل در شرایط کاری مختلف موتور برای داشتن کمینه مقدار آلاینده‌ها و بیشینه مقدار عملکرد موتور قابل استفاده است. نتیجه بهینه سازی با الگوریتم ژنتیک بیانگر این است که  هنگامی که موتور در دورrpm2125در حال گردش است و بار روی آن 40 درصد است، برای داشتن بهترین شرایط کاری موتور، کمترین مقدار آلاینده‌ها و بیش‌ترین عملکرد، باید نسبتEGR  برابر با 6/6 درصد و مقدار بیودیزل مورد استفاده 9/10 درصد باشد. در این حالت مقدارCO، UHC، توان، BSFC  و دوده به ترتیب برابر با 19/0 درصد، ppm 91/215، ppm 01/49، kW32/0، g/kWh 83/391وl/m 67/3است. این مقادیر به صورت عملی بر روی موتور مورد آزمایش قرار گرفت و نتایج به دست آمده نشان دهنده نزدیکی مقدار بهینه توصیه شده با مقدار واقعی به دست آمده برای متغیرهای آلایندگی و عملکردی بود.

واژه­های کلیدی: موتور اشتعال تراکمی، آلاینده، بیودیزل، بهینه سازی، EGR، NSGA-II، .RSM