Termo- och Fluiddynamik

En presentation över ämnet: "Termo- och Fluiddynamik"— Presentationens avskrift:

1 Termo- och Fluiddynamik
Förbränningsmotorer och miljö Sven Andersson Termo- och Fluiddynamik Chalmers, Göteborg

2 Miljöproblem = Emissioner/Avgaser?
Förbränningsmotorer kan orsaka många miljöproblem: - Emissioner till atmosfären - Läckage/Spill till marken - Avloppsvatten - Buller - Avfallsprodukter Dessutom – rening kan innebära att ett problem överförs till ett annat, t.ex. kan rening av NOx med hjälp av en katalysator leda till utsläpp av N2O (lustgas).

3 Luftföroreningar/Emissioner
Föroreningar produceras - som en följd av förbränning, och/eller - som en följd av bränsleegenskaper. Vissa är reglerade, andra inte:   Reglerade: CO, HC, partiklar (sot), NOx, SO2, (aldehyder)   Icke reglerade: CO2, N2O, metaller

4 Emissioner från förbränning
Förbränning: Reaktion mellan bränsle och oxidant som ger produkter och värme. CxHy +  (O2+3.77N2)  CO2+H2O + (-1) O2+ 3.77N2 (>1)   CxHyOzSsNn +  (O2+3.77N2)  CO2+ H2O +  3.77N2 + CO + HC + PM/sot + NOx + SO2 (emissioner!) (Men CO2!?!? Emission eller inte?)

5 Lokala/Regionala/Globala
Skala Avstånd från källa Problem (exempel) Lokal 0 - 1 km Partiklar, sot Regional km Försurning, marknära ozon Global ”Hela jorden” Växthuseffekt, ozonhål

6

7 Tre-vägs-katalysator
”Tre-vägs”-katalys innebär att man samtidigt eliminerar tre reglerade emissioner: - CO - HC - NOx När luft/bränsle-blandningen som strömmar in cylindern hålls vid stökiometriska förhållanden så kan man använda trevägskatalysatorn för att så gott som fullständigt eliminera alla tre föroreningar. Att rätt blandning upprätthålls styrs med hjälp av ett slutet reglersystem och en syresensor (-sond) som styr bränsleinsprutningen.

8 Förgiftning av katalysatorn
Katalysatorer är känsliga för vissa ämnen som kan deaktivera den katalytiska ytan (förgiftning). Ämnen som kan ha denna effekt är bly, svavel och halogener i bränslet och fosfor, kalcium, zink och bor i smörjoljan.

9

10 Diesel emission standards

11 Nanoparticles

12 Diesel engine particle filter

13 Framtiden Bensinmotorn ren men dålig verkningsgrad
Dieselmotorn bra verkningsgrad men släpper ut en del Utveckling krävs/pågår för att förbättra motorernas egenskaper, bl.a. för att ny teknologi (som hybridfordon, bränsleceller) lovar låga emissioner. Och detta driver lag-stiftning och därmed utveckling.

14 ACEA Development