اطلاعات پایان نامه
شماره شناسایی : 39305825
نام و نام خانوادگی : مجيد شيرازي باصيري
عنوان پایان نامه : بررسی و تحلیل تجربی پراکندگی گازهای آلاینده های حاصل از وسایل نقلیه شهری بوسیله تونل باد
رشته تحصیلی : مهندسي مكانيك-تبديل انرژي
مقطع تحصیلی : كارشناسي ارشد
استاد راهنما : عليرضا شيرنشان
استاد مشاور : محمد حججي
چکیده : امروزه روند رو به رشد زندگی در شهرها و گذراندن زمان قابل توجهی در کنار جاده ها و بزرگراه ها کاملا مشهود بوده که نتیجه آن قرار گرفتن در معرض آلاینده های مربوط به ترافیک خواهد بود]۱[. تحقیق در مورد آلایندگی هوا ناشی از ترافیک شهری یکی موارد قابل توجه پژوهشگران بوده است که علت آن را باید در همین گسترش رو به افزون شهرها و شهرنشینی دانست. بطوریکه در سال های اخیر تحقیقات گسترده ای بصورت اندازه گیری های میدانی و یا مدل های تجربی آزمایشگاهی و همچنین شبیه سازی نرم افزاری بوسیله مدل های دینامیک محاسباتی سیالاتی صورت گرفته است]۲،3،۴[. یکی از منابع مهم انتشار و پراکندگی گازهای آلاینده و ذرات معلق در فضاهای شهری احتراق ناشی از موتور وسایل نقلیه جاده ای می باشد. قرار گرفتن ساختمان ها و مناطق اداری مسکونی مجاور بزرگراه ها و خیابان های بزرگ در معرض گازهای آلاینده و ذرات معلق حاصل از ترافیک شهری سبب ایجاد تجمع آلاینده ها در این محیط ها شده که نتیجه آن به خطر افتادن سلامت انسانها خواهد بود. با توجه به اینکه در کشور ایران گسترش شهرنشینی و توسعه شهرهای بزرگ و کلان شهرها منجر به افزایش تعداد بزرگراه ها و خیابان ها و بالطبع افزایش وسایل نقلیه و عبور و مرور شده است بنابراین ضروری است که چگونگی تجمع و پراکندگی آلاینده های مختلف مورد در شرایط مختلف حرکتی مورد بررسی قرار بگیرد]۵[. در این تحقیق به منظور بررسی اثر تغییر در شرایط حرکتی خودرو(سرعتهای مختلف خودرو)، نوع سوخت مصرفی در احتراق موتور (بنزین، گازوییل و مخلوط های مختلف گازوییل و بیودیزل) و اندازه خودرو (خودرو سواری و کامیونت های شهری ) بر روی پراکندگی گازهای آلاینده خروجی از لوله اگزوز در فواصل مختلف از پشت خودرو ، مدل هایی در مقایس کوچک (در حدود یک بیستم) و به صورت ماکت در نظر گرفته می شوذ و پراکندگی گازهای آلاینده خروجی از لوله اگزوز در فواصل مختلف از پشت خودرو بصورت تجربی اندازه گیری می شود. در این کار جهت ایجاد شرایط مختلف حرکتی خودرو، آزمایش ها در یک تونل باد انجام می شود و جهت وزش باد از سمت جلو به پشت ماکت خودرو در نظر گرفته شده و امکان خروج دود از محیط تونل باد نیز تعبیه می گردد. همچنین یک تجهیز ایجاد دود ناشی از احتراق سوخت های مختلف که در نهایت به لوله خروجی گاز از ماکت خودرو منتهی می شود مهیا می گردد که البته سرعت خروجی دود از لوله اگزوز هر ماکت متناسب با نوع خودرو باید بر مبنای رابطه زیر محاسبه و در نظر گرفته شود ]۶[: (۱) U=(V_cly.n)/(π.D^2 ).Ƞ که در آن پارامترها بصورت زیر می باشد: U : سرعت خروجی دود از لوله اگزوز Vcly : حجم جابجایی موتور n : سرعت دورانی موتور D : قطر لوله اگزوز η : بازده حجمی موتور شکل یک طرح واره ای از مجموعه آزمایشگاهی تحقیق را نشان می دهد. در تحقیق مورد نظر غلظت و تجمع گازهای آلاینده خروجی در فواصل مختلف (x، y و z) از از لوله اگزوز ماکت های خودرو ساخته شده (شکل یک) و با استفاده از دستگاه پنج گاز سنجش آلاینده های گازی هوا در حالت پایدار اندازه گیری می شود و آلاینده های مورد بررسی مونواکسید کربن، دی‎اکسید کربن، دی اکسید سولفور و اکسیدهای نیتروژن (به عنوان متغیرهای وابسته) خواهند بود. همچنین متغیرهای مستقل تحقیق به صورت زیر خواهد بود: ۱. سرعتهای مختلف خودرو: سرعت های در نظر گرفته شده مطابق با سرعت حرکت خودرو سواری یا کامیونت در خیابان های بزرگ و یا بزرگراه ها خواهد بود(در حد ۵۰ تا ۷۰ کیلومتر بر ساعت) ۲. نوع سوخت مصرفی در احتراق موتور: در این تحقیق آلایندگی ناشی از احتراق بنزین، گازوییل خالص و مخلوطهای مختلف گازوییل و بیودیزل (B0، B20، B50، B80 و B100) اندازه گیری می شود. ۳. اندازه خودرو: در این تحقیق اندازه دو نوع خودرو سواری و کامیونت شهری مطابق با خودرو های متداول در ایران در نظر گرفته شده و ماکت های مورد نظر در مقایس کوچک شده در محیط تونل باد استفاده می شود. با توجه به تحقیقات گذشته در این مطالعه پیش فرض های مسئله به صورت زیر در نظر گرفته شده است: ۱. آزمایش بصورت حالت تک خودرو و در یک مسیر مستقیم عبوری در نظر گرفته شده و خودرو تغییر مسیر نمی دهد. ۱. هیچ وزش باد محیطی در هنگام عبور خودرو وجود ندارد. ۲. شار حرارتی ناشی از احتراق خودروهای جانبی تاثیری بر پراکندگی آلاینده ها ندارد. توضیحات کلی در مورد آلاینده ها]۷[: منواکسید کربن (CO): گازی بی‌بو، بی‌رنگ و بی‌طعم است که بر اثر ناقص سوختن کربن به وجود می‌آید. دی اکسید کربن (CO2) : دی‌اکسید کربن یکی از گازهای موجود در اتمسفر می‌باشد. این گاز از سوختن مواد آلی در حضور اکسیژن کافی ایجاد می‌شود و گازی بی‌رنگ و بی‌بو می‌باشد. دی اکسید کربن موجود در اتمسفر بعنوان سپر حرارتی زمین عمل می‌کند و با اثر گلخانه‌ای طبیعی مانع از سرد شدن زمین می‌شود. غلظت‌های بالای دی اکسید کربن در جو ، که از سوخت‌های فسیلی حاصل می‌شود، بعنوان گازهای گلخانه ای جوی بشمار می‌رود. دی اکسید سولفور(SO2 ): دی اکسید گوگرد با فرمول SO2 گازیست سمی و بدبو در تولید اسید سولفوریک از این گاز استفاده میشود. از دی اکسید گوگرد به عنوان ماده نگهدارنده در صنایع غذایی، حلال در آزمایشگاه، خنک کننده در سرما سازها، تصفیه آب، صنعت شیشه، استخراج معادن و متالوژی استفاده می شود. اکسید های نیتروژن (NOx.) عبارتند از دو گاز مهمی که در معادلات آلودگی هوا مهم‌اند یعنی اکسید نیتریک (NO) و دی‌اکسید نیتروژن(NO2 ). اکسیدهای نیتروژن در فرآیندهای احتراقی با دمای زیاد و در اثر ترکیب نیتروژن و اکسیژن بوجود می‌آید.
کلمات کلیدی : تونل باد-آلاینده های گازی هوا
تاریخ دفاع : 1397/11/10
دانلود فایل چکیده

About Proposal
Title : Experimental Investigation the Dispersion of Pollutant Gases Emitted from Road Vehicles by the Wind Tunnel
Abstract : Nowadays, the growing trend of urban life and significant time spent on roads and highways is very evident, resulting in exposure to traffic-related pollutants [1]. Research on air pollution caused by urban traffic has been one of the notable cases of researchers, which is due to this urban expansion and urbanization. In recent years, extensive research has been carried out on field measurements or empirical experimental models as well as software simulation by fluid computational dynamics [2,3,4]. One of the major sources of emissions and dispersion of polluting gases and particulate matter in urban spaces is the combustion caused by the motor vehicle engine. The presence of residential buildings and adjoining residential areas adjacent to highways and large streets exposed to polluting gases and particulate matter from urban traffic causes the accumulation of pollutants in these environments, which would endanger the health of humans. Considering that in Iran, the expansion of urbanization and the development of large cities and metropolitan areas has led to an increase in the number of highways and streets and, consequently, increased vehicle traffic and traffic, so it is essential that the accumulation and dispersion of various pollutants under the conditions Different motion can be investigated [5]. In this study, the effect of changes in vehicle conditions (different vehicle speeds), the type of fuel consumed in the combustion of the engine (gasoline, diesel and various mixtures of diesel and biodiesel) and the size of the vehicle (car and city trucks) on dispersion The exhaust gases emitted from the exhaust pipe at different intervals from the rear of the vehicle are models of a small comparison (about one-twentieth) and in the form of a replica and dispersion of exhaust gases emitted from the exhaust pipe at various intervals from the rear of the vehicle, experimentally sized Is done. In this work, to create different driving conditions, the experiments are carried out in a wind tunnel, and the direction of wind blowing from the front to the back of the car is considered and the possibility of smoke out of the wind tunnel environment is also included. There is also a smoke generating equipment from various combustion fuels that ultimately leads to the gas outlet from the car's replica. However, the smoke output from each exhaust pipe exhaust pipe, according to the type of vehicle, should be calculated and calculated according to the following equation. Take [6]: (1) U = (V_cly.n) / (π.D ^ 2) .Ƞ Where the parameters are as follows: U: The smoke outlet speed of the exhaust pipe Vcly: Engine displacement volume n: motor speed D: Exhaust pipe diameter η: motor volume yield The figure shows a schematic diagram of the experimental set of research. In the research, the concentration and accumulation of pollutant emissions at different intervals (x, y and z) were measured from the exhaust pipe of the automotive replicas (Fig. 1) and using the five gaseous gas metering device in a steady state. The pollutants are carbon monoxide, carbon dioxide, sulfur dioxide and nitrogen oxides (as dependent variables). Independent research variables will be as follows: 1 Different vehicle speeds: The speeds considered will be in accordance with the speed of a car or truck in highways or highways (50 to 70 km / h) 2 Type of fuel used in engine ignition: In this research, emissions from gasoline combustion, pure gasoline and various mixtures of gasoline and biodiesel (B0, B20, B50, B80 and B100) are measured. 3 Vehicle size: In this research, the size of two types of passenger cars and urban trucks is considered in accordance with the usual cars in Iran and the models are used in a small comparison in the wind tunnel environment. According to the previous research in this study, the assumptions of the problem are considered as follows: 1 The test is considered as a single car and in a direct transit path, and the vehicle does not re-rotate. 1 There is no overwhelming wind when driving. 2 The heat flux from combustion of side cars has no effect on the dispersion of pollutants. General description of contaminants [7]: Carbon Monoxide (CO): A gaseous, pale, unhealthy gas that results from incomplete burning of carbon. Carbon Dioxide (CO2): Carbon dioxide is one of the gases in the atmosphere. This gas is generated from the burning of organic matter in the presence of sufficient oxygen, and is a light and light gas. The carbon dioxide contained in the atmosphere acts as a thermal shield of the earth and prevents the surface from cooling down with the natural greenhouse effect. High concentrations of carbon dioxide in the atmosphere, derived from fossil fuels, are atmospheric greenhouse gases. Sulfur dioxide (SO2): Sulfur dioxide (SO2) is a toxic and miscible gas used to produce sulfuric acid. Sulfur dioxide is used as a preservative in the food industry, solvent in the laboratory, cooling in cold stores, water purification, glass industry, mining and metallurgy. Nitrogen oxides (NOx) are two important gases in the air pollution equations, nitric oxide (NO) and nitrogen dioxide (NO2). Nitrogen oxides occur in high-temperature combustion processes due to nitrogen and oxygen combinations.
Keywords : Wind Tunnel,Air pollutants
Download Abstract File