لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه7
سلام دوستان .
امروز به سایت یکی از این شرکت ها سری زدم و اطلاعات کاملی را در مورد این سیستم پیدا کردم .
تصمیم گرفتم به اینجا منتقل کنم تا شما مطالعه کنید و نظرات خودتان را در مورد این اطلاعات بیان کنید .
ساده ترین هیدروکربن شناخته شده متان CH4 است که بیش از 90% سوخت گاز طبیعی راتشکیل می دهد و منبع مهم ئیدروژن می باشد . مولکول آن شامل یک اتم کربن و چهار اتم ئیدروژن است . مولکول مزبور از نظر الکتریکی خنثی می باشد .
در ئیدروکربنها از نقطه نظر انرژی بیشینه ی مقدار انرژی قابل حصول در اتم ئیدروژن قرار گرفته است، اما چرا؟
این مطلب را می توان با ذکر مثالی مشخص نمود. در مولکول اکتان (C8H18) کربن 84.2% کل مولکول را به خود اختصاص داده است . وقتی این مولکول به احتراق در می آید به ازاء هر پوند کربن BTU12244 گرما تولید می گردد، در حالیکه در همین مولکول 15.8% به ئیدروژن اختصاص دارد اما انرژی که از سوختن ئیدروژن بدست می آید ،BTU9801 است. ئیدروژن اصلی ترین و سبک ترین عنصری است که تا کنون بوسیله بشر شناخته شده است. ئیدروژن تشکیل دهنده بخش اصلی سوختهای ئیدروکربنی است . (علاوه بر کربن مقدار کمی سولفور وگازهای بی اثر نیز تولید می گردد). ئیدروژن از نظر الکتریکی دارای یک بخش مثبت (پروتون) ویک بخش منفی (الکترون) می باشد. یعنی گشتاور دوقطبی دارد. از طرفی هم دیا مغناطیس وهم پارا مغناطیس است که وابسته به جهت نسبی اسپین است . اگرچه ساده ترین عنصر در بین همه عناصر می باشد ولی مولکول آن به صورت دو ایزومر متفاوت یعنی پارا و اورتو ظاهر می گردد. جهت اسپینی، تعیین کننده اورتو یا پارا بودن مولکول است. بنابراین در مولکول ئیدروژن پارا که عدد کوانتمی زوج را اشغال می نماید حالت اسپین یک اتم نسبت به دیگری موازی است . به عبارت دیگر یکی در جهت عقربه ساعت و دیگر در جهت خلاف آن می باشد. در این حالت مولکول دیا مغناطیس است .
در وضعیت اورتو مولکول عدد کوانتمی فرد یا سطوح انرژی فرد را اشغال می نماید به عبارت دیگر اسپین¬ها در اتمها موازی هستند0 (هر دو بالا یا در جهت عقربه ساعت ) . در این حالت مولکول پارا مغناطیس است و کاتالیست مناسبی برای بسیاری از واکنشها است ، بنابراین جهت اسپین اثر مشخصی بر روی خواص فیزیکی دارد(گرمای ویژه ،فشار بخار) و در رفتار مولکولی گازها نیز موثر است .
در زمانی که اسپین ها در یک جهت قرار می گیرند اورتوهیدروژن به مقدار زیادی ناپایدار می شود . اورتوئیدروژن بسیار فعالتر از همتای پاراهیدروژن خود می باشد. سوخت هیدروژنی مایعی که در موتورهای شاتل فضایی و راکتهای فضایی ذخیره می شوند به دلایل ایمنی مانند انرژی کمتر فراریت کمتر و میل به واکنش کمتر بصورت پاراهیدروژن می باشند .
در صورتیکه طی زمان استارت شاتل ، شکل هیدروژن اورتو سودمند است زیرا فرایند احتراق را تشدید می نماید. برای تبدیل مطمئن پارا به اورتو لازم است انرژی برهمکنش بین حالت اسپینی مولکول H2 تغییر نماید .
در دمای 20 (دمای اتاق) 75% ئیدروژن در حالت پارا است . زمانیکه دمای ئیدرژن به -235C(ئیدروژن مایع) می رسد99% ئیدروژن در حالت اورتو است و بسیار فعال و ناپایدار می باشد به عبارت دیگر بشدت قابلیت احتراق دارد . معلوم است نگهداری ئیدروژن در دمای پائین که راندمان احتراق نیز افزایش یافته است، عملی نمی باشد. در دهه1950 دانشمندان سوخت موشک در آمریکا مانند Simon Roskin در می یابند. که ئیدروژن پارا می تواند به ئیدروژن اورتو تبدیل شود. این عمل باید تحت میدان مغناطیسی انجام گیرد یعنی با کاربرد مناسب میدان مغناطیسی حالت اسپینی مولکول ئیدروژن تغییر می نماید. افزایش بزرگ در انرژی اتم و واکنش پذیری کلی سوخت معنایش بهبود راندمان احتراق خواهد بود. موضوع عقیده Ruskin به صورت Patent ثبت شده است . توجه داشته باشید تحتU.S.C35 بخش 101 هرPatent کاربردی باید از نظر علمی و قابلیت عملی اثبات شود تا مجوز انتشار دریافت نماید.اکنون در مورد سوخت خودرو نیز همان اصول مورد استفاده قرار گرفته و همان اثر به وسیله تبدیل اتم ئیدروژن پارا به اورتو مشاهده گردیده است
اثر میدان مغناطیسی
یک میدان مغناطیسی به اندازهء کافی قوی می تواند مولکول ئیدروکربن را از حالت پارا به حالت با سطح انرژی بالاتر از اورتو تغییر دهد. اثر تغییر اسپین مولکول های سوخت می تواند از نظر اپتیکی بررسی شود . اساس آن بر عبور نور مرئی از میان سوخت مایع و سیال استوار است . این روش به وسیله دانشمندان با استفاده از دوربینهای مادون قرمز اثبات گردیده است .
تبدیل ئیدروژن به هیدروژن اورتو در یک میدان مغناطیسی یکنواخت و به اندازه کافی شدید رخ می دهد. در این حالت هم زمان با اعمال میدان، تبدیل سیستم متقارن پارائیدروژن به پادمتقارن اورتوئیدروژن خواهیم داشت، نتیجهء این عمل افزایش میل به واکنش و افزایش قابلیت کاتالیستی است . امروز مشخص شده است که این تبدیل از نظر تکنولوژیکی امتیازات زیادی دارد. خصوصا وقتی از ئیدروژن به عنوان کاتالیست استفاده می شود ومثلاً در پالایش روغن ، فرایندهای متالوژیکی، ئیدروژناسیون کربن و برخی ئیدروکربنها، چربیها، پلی مریزاسیون پلاستیک و الاستومرها همچنین در مهندسی محیط زیست مانند تصفیه پساب ها رسوبات ، لجن ها و غیره . ئیدروکربنها اساسا"ساختمان قفسی شکل دارند (cagelike ) . به دلیل وجود همین نوع ساختمان است که اکسیداسیون اتمهای کربن داخل ساختمان طی فرایند احتراق سبب می گردد فرایند مذکور بطور ناقص انجام شود.بعلاوه آنها به صورت گروههایی از ترکیبات حلقوی پیوند می خورند. چنین گروههایی چند خوشه ها را تشکیل می دهند و مسیر اکسیژن هوا به داخل گروههای مولکولی بسته است. توجه داشته باشید با آمدن هوا از مینی فولد در مخلوط سوخت اتفاقی رخ نمی دهد .
به منظور احتراق سوخت استفاده از اکسیژن هوا به عنوان ماده اکسیدکننده لازم است . به عنوان مثال برای آنکه 1 kg گازوئیل کاملاً بسوزد 5 kg هوا لازم است. در اگزوز پس از عمل احتراق بایـد دی اکسیدکربن ، آب ونیتروژن هوا وجود داشته باشد اما در عمل در خروجی اگزوز گازهای زیر وجود دارند:
O2 ،NO2 ،HC ،H2 ،CO طی سالهای متمادی طراحان موتورهای درون سوز هدف مشترکی را دنبال می کردند و آن عبارت بود از مبارزه علیه اثر چند خوشه ای های (cluster) مولکول سوخت ئیدروکربنی و بهبود فرایند احتراق .مشکل اصلی در طراحی موتور به نحوی که محیط زیست را آلوده ننماید این است که برای سوختن همه ئیدروکربنها در اتاقک احتراق در حین عملیات احتراق دمای درون سیلندر باید افزایش یابد. موتورهای قدیمی مقادیر بسیار زیـادی هیدروکربنهای نسوخته و CO را تولید می نمودند ، همچنین مقدار کمتری از اکسیدهای نیتروژن نیز تولید می گردید. با تجدید نظرهای به عمل آمده در نسبتهای تراکم و افزایش کارایی موتور، حرکت به سمت تولید آلاینده هایی شامل سموم نیتروژنی افزایش یافته است .
در موتورهای توربو شار نسبت های تراکمی را تغییر داده اند و به آن مشکل نیتروژن اضافه شده است. اما از طرف دیگر سیستمهای تغذیه و اگزوز بهبودی یافته اند، سیستم الکترونیکی جرقه بسیار بهتر شده ، همچنین دستگاههای اندازه گیری وتنظیم نسبت سوخت وهوا نتایج مثبت را در پی داشته اند و سرانجام مبدلهای کاتالیستی موثر ساخته شده اند. اما علیرغم تمام این بهبودیها خروجی اگزوزها هنوز کاملا تمیز نشده اند و به صورت گاز CO خارج می شوند و بقیه گازهای آلوده کننده هوا نیز به صورت HC وNO2 منتشر می شوند و یا روی دیوار داخلی سیلندر موتور به صورت باقیمانده کربنی سیاه رسوب می نمایند، همه ی اینها نشان از احتراق ناقص خودرو است .
-دلایل این موضوع عبارتند از :
1. شکل هیدروکربنها چند خوشه ای cluster است،گروههای مولکولی بسته . بنابراین درون آنها از مقدار هوای مناسب محروم است و فقدان اکسیژن سبب عدم احتراق کامل نمی گردد .
توجه: تمایل مولکولهای هیدروکربن به چندخوشه ای سبب می گردد گروههای زیادی از آنها به لوله ها ونازلهای سوخت بچسبند. در این شرایط هوای اضافه در مخلوط سوخت جهت احتراق بهتر تهیه نخواهد شد. بنابراین در اگزوز HC ،CO نسوخته و دود خواهیم داشت .
2. اکسیژن با ظرفیت O2- از نظر الکترونی منفی است ، ئیدروکربنها ساختار مولکولی خنثی دارند، که پس از عبور از میان لوله های سوخت فولادی بطور سطحی باردار می شوند. این بار سطحی نیز منفی است . بنابراین وقتی این دو اتم با پتانسیل یکسان به سمت یکدیگر در اتاقک احتراق می آیند، همدیگر را دفع نموده و نتیجه آن احتراق ناقص است. پس همه تحقیقات اساسی روی افزایش واکنش پذیری سوخت با اکسیژن متمرکز شده است. توجه داشته باشید افزایش اکسیداسیون مترادف با افزایش احتراق مفید است .
مقاله در مورد کیت کاهش مصرف سوخت
