عنوان

تهیه سوخت‌های دیزلی اصلاح شده بر پایه نانوامولسیونها و منابع بیودیزل با استفاده از برخی سورفکتانت‌های تجاری

‭۱۹۰۱۹پ‬

per

تهیه سوخت‌های دیزلی اصلاح شده بر پایه نانوامولسیونها و منابع بیودیزل با استفاده از برخی سورفکتانت‌های تجاری

/سمیه حیدری

: شیمی

، ‮‭۱۳۹۶‬

، میرزائی

چاپی

دکتری

شیمی آلی

‮‭۱۳۹۶/۱۱/۰۴‬

تبریز

کاهش سریع منابع انرژی جهان، افزایش قیمت سوخت و میزان بالای انتشار آلاینده‌ها از اگزوز موتورهای دیزلی منجر به تلاش بیشتر برای یافتن سوخت‌های جایگزین شده است .در سال‌های اخیر تحقیقات زیادی برای توسعه سوخت‌های جایگزین انجام شده است .سوخت جایگزین بطور مثال از روغن‌های گیاهی مختلف مانند روغن کلزا ساخته شده است که می‌تواند یا به عنوان بیودیزل یا ترکیب شده با گازوئیل استفاده شود .مشکل اساسی روغن گیاهی ویسکوزیته‌ی بالای آن است که روش میکروموالسیون می‌صتواند به این مشکل غلبه کند .علاوه بر این، روش میکروامولسیون می‌تواند مشکل عدم انحلال پذیری فازهای آبی و روغنی درهم را حل کند .میکروامولسیون‌صها مخلوطهای آب و روغن با پایداری ترمودینامیکی هستند که توسط سورفکتانت و یا سورفکتانت کمکی پایدار می‌شود .در این رساله، سوخت جایگزین بر پایه میکروامولسیون توسعه یافته و اثرات دماهای متداول محیطی، سورفکتانت و سورفکتانت کمکی، بالانس هیدروفیلی-هیدروفوبی‮‭(HLB)‬ ، نسبت اختلاط روغن گیاهی/گازوئیل و درصد آب در رفتار فازی میکروامولسیون مورد ارزیابی قرار گرفته است .همچنین اثر دما، سرعت همزدن و مدت همزدن بر روی اندازه قطرات آب و پایداری میکرو امولسیون، ویژگی‌های فیزیکی سیستم همانند چگالی و ویسکوزیته مورد بررسی قرار گرفته و یک فرمولاسیون مقرون به صرفه از نظر اقتصادی با خواص فیزیکی قابل قبول توسعه داده شده و برای مطالعات بیشتر انتخاب شد .فرمولاسیون بهینه انتخاب شده با ترکیب درصد ‮‭۷۵‬ درصد وزنی گازوئیل/روغن کلزا با نسبت حجمی ‮‭۴‬ به‮‭۱‬ ، ‮‭۵‬ درصد وزنی آب، ‮‭۱۰‬ درصد وزنی سورفکتانت کمکی‮‭۱‬ -بوتانول، ‮‭۸‬ درصد وزنی سورفکتانت ‮‭Brij ۳۰‬ و ‮‭۲‬ درصد وزنی سورفکتانت ‮‭Tween ۸۰‬ بوده و در حجم یک لیتری در دمای محیط) ‮‭۲۱)-C ۲۴‬، سرعت همزدن ‮‭۵۰۰‬ دور دقیقه و مدت زمان همزدن ‮‭۵‬ دقیقه، تهیه شد .نمونه تهیه شده تا دمای ‮‭۴۵‬ ‮‭C‬پایدار بود .سپس میکروامولسیون نهایی در حجم یک لیتری تهیه و داخل موتور دیزلی تزریق شد .آنالیزهایی نظیر ویژگی‌های احتراقی موتور) فشار سیلندر، فشار تزریق، رهاسازی حرارتی و تاخیر در اشتعال(، عملکرد موتور) مصرف سوخت ویژه ترمز، راندمان حرارتی ترمز (و در آخر نشر آلاینده‌هایی نظیر دی‌صاکسید کربن، مونواکسید کربن، هیدروکربن و نیتروژن اکسید اندازه‌گیری شدند

The rapid decline of worlds energy resources, rising the fuel prices and high levels of diesel exhaust emissions have led to more attempts to find alternative fuels. In recent years, there has been a large amount of research in order to develop alternative fuels. This alternative fuel is produced from different vegetable oils such as canola oil, which can be processed to be used as biodiesel or also blended with diesel oil. The main problem of blending of vegetable oil with diesel fuel is its high viscosity, which can be overcome by using of microemulsion method. In addition, microemulsion can overcome the immiscibility between water and oil phases. Microemulsions are thermodynamically stable mixtures of water and oil stabilized by surfactant and/or cosurfactants. In this dissertation, alternative fuel based microemulsion have been developed and the effects of ambient temperature, surfactants and co-surfactants, hydrophilic/hydrophobic balance (HLB), relative ratio of diesel/vegetable oil and water percent on the phase behavior of microemulsion have been evaluated. Also the effect of temperature, stirring speed and stirring time on water droplet size and stability of microemulsion as well as the physical properties of the systems, such as viscosity, density was examined and finally an economical formulation with acceptable physical properties was developed and selected for more studies. The optimum microemulsion system was composed of 75 diesel/colza oil (4:1), 5 water, 10 n-butanol, 8 Brij 30 and 2 Tween 80, and was prepared in room temperature (2125) C by stirring with 500 rpm for 5 min. The optimum system was stable up to 45C. The final microemulsion was injected into the diesel engine. Fuel properties such as engine combustion characteristics (cylinder pressure, injection pressure, thermal release, and ignition delay), engine performance (brake specific fuel consumption, brake thermal efficiency) and finally emission of pollutants such as carbon dioxide, carbon monoxide, hydrocarbon and nitrogen oxide are measured

حیدری، سمیه

نجار، رضا، استاد راهنما

نمازی، حسن، استاد مشاور

تذورات، موهاند، استاد مشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی