پایان نامه مکانیک - سیستم تبدیل حرارت اگزوز خودرو به برق

اختصاصی از فی دوو پایان نامه مکانیک - سیستم تبدیل حرارت اگزوز خودرو به برق دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده:

به طور متوسط حدود دو سوم از انرژی سوخت مصرفی اتومبیل ها و وسایل نقلیه سنگین به صورت گرما به هدر می رود. این در حالی است که مواد نیم رسانایی هستند که می توانند انرژی گرمایی را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند یا به اصطلاح مواد ترموالکتریک این قابلیت را دارند که گرمای تلف شده در اتومبیل ها را به دام انداخته و مجددا به چرخه مصرف وارد کنند و در نتیجه مصرف سوخت خودروها را به میزان قابل توجهی کاهش دهند، اما راندمان پایین مواد ترموالکتریک موجود و همچنین هزینه های بسیار بالایی که برای استفاده از آنها باید اختصاص داده شود ازجمله محدودیت هایی هستند که کاربرد این گروه از مواد در خودروها و وسایل نقلیه را با مشکل مواجه ساخته اند.

تبدیل مستقیم انرژی گرمایی به الکتریسیته موضوع جدیدی نیست بلکه از سال ۱۸۲۱ محققان به روش هایی برای انجام این کار دست یافته بودند، اما از آنجا که مواد نیم رسانایی که قابلیت تبدیل گرما به انرژی الکتریکی دارند از کارایی مطلوب و مناسبی برخوردار نبوده اند، بنابراین استفاده و کاربرد این مواد تنها به مواردی نظیر کاوش در اعماق فضا محدود بوده است.

پیشرفت های اخیر به دست آمده در حوزه نانوفناوری، جان تازه ای به این روش قدیمی بخشیده است و از این رو بسیاری از خودرو سازان بزرگ جهان نظیر جنرال موتورز (GMC) و  بی.ام.و (BMW) در تلاش هستند تا با استفاده از این روش علاوه بر افزایش بازده سوخت مصرفی خودروها بتوانند در آینده­ای نه­چندان دور مولدهای ترموالکتریکی را جایگزین سیستم های مولد برق متناوب و حتی شاید موتورهای احتراق داخلی خودروهای امروزی سازند و به این ترتیب به نظر می رسد که با آغاز چنین تصمیمی از سوی شرکت های بزرگ و مطرح خودروسازی در سطح دنیا می توان آینده خوبی را برای این گروه از مواد پیش بینی کرد که موجب گسترش کاربرد آنها در زمینه های مختلف خواهد شد.

ما در این پایان نامه قصد داریم به شرح این فن آوری با توجه به یافته ها و پیشرفت های جدید در این زمینه بپردازیم. در فصل اول به آشنایی با مفاهیم اولیه همچنین تاریخچه و علم موجود در مورد این فن آوری پرداخته ایم. در فصل دوم به چگونگی طراحی و پیاده سازی سیستم مبدل ترموالکتریک در قسمت اگزوز خودرو برای تبدیل حرارت این قسمت به برق با توجه به آزمایشات شرکت های خودروسازی بزرگ در سطح دنیا اشاره کردیم.

در این فصل ابتدا به هدف و فرضیه های مورد نظر در آزمایش پرداخته ایم. سپس با در نظر گرفتن فرضیه ها و هدف آزمایش، سیستم ترموالکتریک تبدیل حرارت اگزوز به برق را با توجه به محاسبات عددی طراحی کردیم و نتایج حاصل از این آزمایش را بصورت جدول و نمودارهای گرافیکی نشان داده ایم. در فصل آخر نیز به نتایج حاصله این تکنولوژی در حوزه اقتصادی، بازیابی حرارت اتلاف شده به برق و کاهش مقدار گاز CO2 و مسئله پاکیزگی کره زمین از گازهای آلاینده قرار داده شده است.

آنچه در این پایان نامه خواهید دید:

فصل اول، آشنایی با فن آوری سیستم ژنراتور حرارتی- الکتریسیته در بازیابی حرارت اگزوز خودرو

1-1- مقدمه

1-2- آشنایی با تبدیل انرژی در موتورهای احتراق داخلی

1-2-1- اصول کار موتورهای پیستونی

1-2-2- ترمودینامیک موتور (آزاد شدن گرما در حجم ثابت)

1-3- تاریخچه ی پیدایش تکنولوژی سیستم ترموالکتریک برای بازیابی حرارت اگزوز خودرو

1-4- ترموالکتریک و کاربرد آن

1-4-1- لزوم برداشت انرژی ترموالکتریک

1-4-2- سابقه فناوری

1-4-3- اثرات اقتصادی و صنعتی

1-4-4- تاثیر فناوری نانو بر ترموالکتریک

1-4-5- سطح آمادگی فناوری ترمو الکتریک

1-4-6- اثر اجتماعی بر شهروندان اروپایی

1-4-8 - چالش ها1-4-7- اثرات EHS

1-4-9 - جایگاه رقابتی EU

1-5- مواد ترموالکتریک نقش نانو تکنولوژی  بر این مواد

1-6- کاربرد الکتریسیته بدست آمده از حرارت اگزوز اتومبیل

1-7- پیشرفت های جدید در زمینه سیستم ترموالکتریک در تبدیل حرارت اگزوز به الکتریسیته

1-7-1- شارژ باتری خودروها با تبدیل گرما به برق

1-7-2- تولید مدل جدید شورولت با بکار گیری فناوری ترموالکتریک

1-7-3 - استفاده از الکترون ها در سیستم ترموالکتریک ها جهت عملیات تولید برق

فصل دوم، طراحی و پیاده­سازی سیستم مبدل ترموالکتریک برای تبدیل حرارت اگزوز خودرو به برق

2-1- مقدمه

2-2- سیستم مبدل ترموالکتریک قسمت اگزوز خودرو برای تبدیل حرارت به الکتریسیته

2-2-1- اصول فرآیند عملیات در مبدل ترموالکتریک خودرو

2-2-2- راندمان مبدل ترموالکتریک خودرو

2-2-3- مزایای استفاده از مبدل ترموالکتریک خودرو

2-2-4- معایب و مشکلات استفاده از مبدل ترموالکتریک خودرو

2-3- طراحی و آزمایش یک سیستم تولید برق از گرمای اگزوز ماشین و سیستم بازیابی با استفاده از ژنراتورهای ترموالکتریک و لوله های حرارت  

2-3-1- فرضیه و هدف آزمایش

2-3-2- ژنراتور ترموالکتریک استفاده شده در آزمایش

2-3-3- لوله حرارتی استفاده شده در آزمایش

2-3-3-1- ساختار کلی و عملکرد یک لوله حرارتی

2-3-3-2- مزایای لوله حرارتی

2-3-3-3- گستره کاری لوله‌های حرارتی

2-3-3-4- ساختار کلی و نحوه عملکرد لوله حرارتی

2-3-3-5- علت استفاده از نوع لوله های حرارتی مورد نظر در آزمایش

2-3-4- سیستم تولید مورد آزمایش

2-3-5- شبیه سازی سیستم مورد آزمایش

2-3-6- نتایج بدست آمده از آزمایش و شبیه سازی

فصل سوم، نتیجه گیری و پیشنهادات

2-1- نتیجه گیری

2-2- پیشنهادات

منابع و ماخذ

پایان نامه مکانیک - سیستم تبدیل حرارت اگزوز خودرو به برق

اختصاصی از فی دوو پایان نامه مکانیک - سیستم تبدیل حرارت اگزوز خودرو به برق دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده:

به طور متوسط حدود دو سوم از انرژی سوخت مصرفی اتومبیل ها و وسایل نقلیه سنگین به صورت گرما به هدر می رود. این در حالی است که مواد نیم رسانایی هستند که می توانند انرژی گرمایی را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند یا به اصطلاح مواد ترموالکتریک این قابلیت را دارند که گرمای تلف شده در اتومبیل ها را به دام انداخته و مجددا به چرخه مصرف وارد کنند و در نتیجه مصرف سوخت خودروها را به میزان قابل توجهی کاهش دهند، اما راندمان پایین مواد ترموالکتریک موجود و همچنین هزینه های بسیار بالایی که برای استفاده از آنها باید اختصاص داده شود ازجمله محدودیت هایی هستند که کاربرد این گروه از مواد در خودروها و وسایل نقلیه را با مشکل مواجه ساخته اند.

تبدیل مستقیم انرژی گرمایی به الکتریسیته موضوع جدیدی نیست بلکه از سال ۱۸۲۱ محققان به روش هایی برای انجام این کار دست یافته بودند، اما از آنجا که مواد نیم رسانایی که قابلیت تبدیل گرما به انرژی الکتریکی دارند از کارایی مطلوب و مناسبی برخوردار نبوده اند، بنابراین استفاده و کاربرد این مواد تنها به مواردی نظیر کاوش در اعماق فضا محدود بوده است.

پیشرفت های اخیر به دست آمده در حوزه نانوفناوری، جان تازه ای به این روش قدیمی بخشیده است و از این رو بسیاری از خودرو سازان بزرگ جهان نظیر جنرال موتورز (GMC) و  بی.ام.و (BMW) در تلاش هستند تا با استفاده از این روش علاوه بر افزایش بازده سوخت مصرفی خودروها بتوانند در آینده­ای نه­چندان دور مولدهای ترموالکتریکی را جایگزین سیستم های مولد برق متناوب و حتی شاید موتورهای احتراق داخلی خودروهای امروزی سازند و به این ترتیب به نظر می رسد که با آغاز چنین تصمیمی از سوی شرکت های بزرگ و مطرح خودروسازی در سطح دنیا می توان آینده خوبی را برای این گروه از مواد پیش بینی کرد که موجب گسترش کاربرد آنها در زمینه های مختلف خواهد شد.

ما در این پایان نامه قصد داریم به شرح این فن آوری با توجه به یافته ها و پیشرفت های جدید در این زمینه بپردازیم. در فصل اول به آشنایی با مفاهیم اولیه همچنین تاریخچه و علم موجود در مورد این فن آوری پرداخته ایم. در فصل دوم به چگونگی طراحی و پیاده سازی سیستم مبدل ترموالکتریک در قسمت اگزوز خودرو برای تبدیل حرارت این قسمت به برق با توجه به آزمایشات شرکت های خودروسازی بزرگ در سطح دنیا اشاره کردیم.

در این فصل ابتدا به هدف و فرضیه های مورد نظر در آزمایش پرداخته ایم. سپس با در نظر گرفتن فرضیه ها و هدف آزمایش، سیستم ترموالکتریک تبدیل حرارت اگزوز به برق را با توجه به محاسبات عددی طراحی کردیم و نتایج حاصل از این آزمایش را بصورت جدول و نمودارهای گرافیکی نشان داده ایم. در فصل آخر نیز به نتایج حاصله این تکنولوژی در حوزه اقتصادی، بازیابی حرارت اتلاف شده به برق و کاهش مقدار گاز CO2 و مسئله پاکیزگی کره زمین از گازهای آلاینده قرار داده شده است.

آنچه در این پایان نامه خواهید دید:

فصل اول، آشنایی با فن آوری سیستم ژنراتور حرارتی- الکتریسیته در بازیابی حرارت اگزوز خودرو

1-1- مقدمه

1-2- آشنایی با تبدیل انرژی در موتورهای احتراق داخلی

1-2-1- اصول کار موتورهای پیستونی

1-2-2- ترمودینامیک موتور (آزاد شدن گرما در حجم ثابت)

1-3- تاریخچه ی پیدایش تکنولوژی سیستم ترموالکتریک برای بازیابی حرارت اگزوز خودرو

1-4- ترموالکتریک و کاربرد آن

1-4-1- لزوم برداشت انرژی ترموالکتریک

1-4-2- سابقه فناوری

1-4-3- اثرات اقتصادی و صنعتی

1-4-4- تاثیر فناوری نانو بر ترموالکتریک

1-4-5- سطح آمادگی فناوری ترمو الکتریک

1-4-6- اثر اجتماعی بر شهروندان اروپایی

1-4-8 - چالش ها1-4-7- اثرات EHS

1-4-9 - جایگاه رقابتی EU

1-5- مواد ترموالکتریک نقش نانو تکنولوژی  بر این مواد

1-6- کاربرد الکتریسیته بدست آمده از حرارت اگزوز اتومبیل

1-7- پیشرفت های جدید در زمینه سیستم ترموالکتریک در تبدیل حرارت اگزوز به الکتریسیته

1-7-1- شارژ باتری خودروها با تبدیل گرما به برق

1-7-2- تولید مدل جدید شورولت با بکار گیری فناوری ترموالکتریک

1-7-3 - استفاده از الکترون ها در سیستم ترموالکتریک ها جهت عملیات تولید برق

فصل دوم، طراحی و پیاده­سازی سیستم مبدل ترموالکتریک برای تبدیل حرارت اگزوز خودرو به برق

2-1- مقدمه

2-2- سیستم مبدل ترموالکتریک قسمت اگزوز خودرو برای تبدیل حرارت به الکتریسیته

2-2-1- اصول فرآیند عملیات در مبدل ترموالکتریک خودرو

2-2-2- راندمان مبدل ترموالکتریک خودرو

2-2-3- مزایای استفاده از مبدل ترموالکتریک خودرو

2-2-4- معایب و مشکلات استفاده از مبدل ترموالکتریک خودرو

2-3- طراحی و آزمایش یک سیستم تولید برق از گرمای اگزوز ماشین و سیستم بازیابی با استفاده از ژنراتورهای ترموالکتریک و لوله های حرارت  

2-3-1- فرضیه و هدف آزمایش

2-3-2- ژنراتور ترموالکتریک استفاده شده در آزمایش

2-3-3- لوله حرارتی استفاده شده در آزمایش

2-3-3-1- ساختار کلی و عملکرد یک لوله حرارتی

2-3-3-2- مزایای لوله حرارتی

2-3-3-3- گستره کاری لوله‌های حرارتی

2-3-3-4- ساختار کلی و نحوه عملکرد لوله حرارتی

2-3-3-5- علت استفاده از نوع لوله های حرارتی مورد نظر در آزمایش

2-3-4- سیستم تولید مورد آزمایش

2-3-5- شبیه سازی سیستم مورد آزمایش

2-3-6- نتایج بدست آمده از آزمایش و شبیه سازی

فصل سوم، نتیجه گیری و پیشنهادات

2-1- نتیجه گیری

2-2- پیشنهادات

منابع و ماخذ

پروژه بازیافت حرارت از موتور ماشین

اختصاصی از فی دوو پروژه بازیافت حرارت از موتور ماشین دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

تعداد صفحات : 80

فرمت فایل : word (قابل ویرایش)

فهرست مطالب :

پارامتر ها

اندیس ها

1- 1 ) چکیده

2-1 ) مقدمه 

3-1 ) برسی کلی سیستم های بازیافت حرارتی در موتورها

4-1 ) تکنیک های دیگر بازیافت از موتور اتومبیل

 1- 2 ) تاریخچه چیلر های جذبی

2-2 ) اصول کار چیلر جذبی

3-2 ) بیان یک مثال کاملآ مفهومی

4-2 ) عملکرد اجزای اصلی

5-2 ) فناوری چیلر جذبی  برای ساختمان ها

6-2 ) چیلر های جذبی ، نحوهءِ کارکرد ، اِرائه برخی پارامتر ها

7-2 ) آنالیز سیکل کاری چیلر جذبی یک اثره    

8-2 )  کریستال زدایی در چیلر های جذبی     

9-2 ) نکاتی در مورد خاموش کردن چیلر جذبی برای مدت طولانی  

1-3 ) جفت کردن سیستم

2-3 ) محاسبات  کار ، گرما و اگزرژی

3-3 ) برسی نتایج حاصل از نصب و راه اندازی سیستم

4–3 )  نتیجه گیری 

پیوست

 منابع

چکیده  

دیر بازیست که انسان در پی استفاده از انرژی و تبدیل آن از صورتی به صورت دیگری است ; حال که توانسته است بر روش های تولید انرژی مسلط شود  در فکر استفاده بهتر یا به نوعی استفاده کمتر از آن است و بدین صورت فصل جدیدی در استفاده انرژی ، به نام بازیافت انرژی شکل گرفت .

یکی از موارد بازیافت انرزی بازیافت حرارت از موتور اتومبیل ها  [1]  میباشد  ؛  بازیافت حرارت از موتور اتومبیل ها  غالباً برای پیشگرم کردن هوای کاربراتور  (TURBO CHARGER) و گرمایش داخل ماشین بوده .

مطالعاتی راجع به کاربرد حرارت بازیافت شده برای راه اندازی چیلر های جذبی از این حرارت زاید بسیار کم انجام شده است . در این پروژه یک چیلر 3 تنی(  KW 10.55  ) با گاز های خروجی از یک موتور احتراق داخلی با مشخصات 2.8 LIT 6V (دارای حجم 2.8 لیتر و دارای  6 سیلندر ) همراه شده است .              نتا یج محا سبا ت و آزمایشها تلاش می کنند امکان ترمو دینامیکی این طرح را اثبات کنند و بصورت ارزشمندی کارایی این سیستم را افزایش دهد .

به هرحال در طول یک اجرای عملیات در مرحله گذرا ارتباط بین مقیاس سنجی و قابلیت اطمینان به طرح که مورد نیاز است ، تحقیقات بیشتری را طلب می کند .

مقدمه  :

تحقیقات و مقاله هایی بر اساس طراحی , انتخاب و کارایی سیستم های CHP بسیار زیاد است  [2, 3]  ولی بازیافت انرژی زاید از منابع کوچک همانند موتورهای اتومبیل ها و کاربرد انها برای راه اندازی چیلر های جذبی بسیار کم است .

چیلرهای جذبی بصورت مرسوم وسنتی برای سرمایش با ظرفیت بالا طرا حی وبکار گرفته میشوند که ا لبته به ا نرژی گرماییِ در دسترس زیادی نیازمندند .

مقیاس های کوچکی از بازیافت در موتور اتومبیل انجام میگیرد که برای پیش گرم کردن هوای ورودی و نیز گرمایش داخلی اتو مبیل بکار می رود .

در موتور ماشین ،  دور ریز کردن حرارت به محیط با توجه به محدودیت های گرمایی موتور لازم است . بطور نمونه یک حلقه سرمایشی اولیهِ حرارت را از موتور می گیرد و سپس حلقه سرمایشی دوم آنرا به محیط    می دهد . مبرد اولیه آب یا روغن است و در دومی مبرد هوای محیط است ، که حرارت را در محیط پخش می کند .

در موتور های با کارایی بالا عمومأ مبرد اولیه روغن است ، پوسته و صفحات موتور خانه خانه  می شوند تا با کمک یک سری ژاکت ها در حذف حرارتِ اضافی کمک کنند .

در اکثر موتور های امروزی مبرد ها فشار رادر بالای نقطه جوش مبرد تنظیم می کنند تا تبخیر به تعویق بیفتد . اکثر ماشین های معمولی از آب بعنوان مبرد استفاده می کنند .

بطور کلی می توان گفت ، حرارت حذف شده از موتور به هدر خواهد رفت . اکثر اتومبیل ها از سیستم  VCR )) : سرمایش بوسیله متراکم کردن بخار ، برای سرمایش داخل ماشین استفاده می کنند .

این سیستم ها از 1930 مطرح شدن [4]  و بطور پیوسته در حال گسترش واصلاح هستن . این سیستم ها  بخوبی قابل درک ، قابل اطمینان بوده و جای کمی را اشغال می کنند .

در این سیستم ها که کاری مشابه به موتور یخچال را انجام می دهند نیاز به کار ورودی برای راه اندازی کمپرسور موجود در آنها است ، که اینکار را از میل لنگ موتور می گیرد و عمل انبساط مورد نیاز در آنها توسط یک شیر اختناق انجام می شود .

از معایب سیستم های VCR   کار مورد نیاز آنها است که از موتور گرفته می شود ، که آن موجب کاهش کارایی کلی موتور می شود . همچنین تراوش مبردِ آنها از سیستم تهویه به داخل ماشین است علاوه بر این بخش های متحرکی همچون سیکل های تراکمی نیاز به مراقبت وتوجه زیادی دارد و نیز سیستم های VCR هزینه های کلی استهلاک و نگهداری از موتور را افزایش می دهد .

در اتومبیل ها همانطور که گفته شد بخش مهمی از انرژی در محیط رها می شود . به طور مثال  Hatazuwa و همکارانش  [6] معتقدند که بیش از 35 % انرژی گرمایی تولید شده در اثر احتراق در موتورهای گازی در محیط بوسیله گاز های خروجی از اگزوز اتومبیل ها ونیز به اشکال دیگر رها شده و جزءِ تلفات این موتورها هستن . در صورتی که بخشی از این تلفات حرارتی قابل بازیافت است  ، که بسیار به بار حرارتی موتور وابسته است .

 Johnson در مقاله اش  [7] ذکر می کند برای مثال برای یک موتور با حجم  3 لیتر از نوع گاز سوز با ماکزیمم توان خروجیKW  115 مجموع حرارت اتلافی ازKW  20  تا 400 KW  در یک کارکرد معمولی متغیر خواهد بود