آقای وحید موسی پور دانشجوی دکترای جناب آقای دکتر شجاعی فرد، روز سه شنبه 26/3/94 از رساله دکترای خود تحت عنوان "بررسی رسوب ذرات روغن موتور روی سطح داغ" دفاع خواهد کرد.این جلسه ساعت 14:30 روز سه شنبه در آمفی تاتر دانشکده مهندسی مکانیک برگزار می گردد.

 چکیده:

  انتقال ذرات جامد و مایع و رسوب آن‌ها بر روی سطوح سرد یا گرم، پدیده‌ای تأثیرگذار در بسیاری از صنایع کاربردی ازجمله صنایع خودرو‌سازی می‌باشد. هدف از مطالعه رسوب ذرات به‌دست آوردن استراتژی­های مؤثر بر کنترل تشکیل رسوب نامطلوب، درک درست از حمل و نقل ذرات، مکانیزم­ها و عوامل فیزیکی مؤثر بر رفتار رسوب می­باشد. در موتورهای احتراق داخلی، رسوب ایجاد شده در بخش‌های مختلف و به‌ویژه سوپاپ ورودی، منجر به احتراق کنترل‌نشده، کاهش توان، افزایش آلاینده‌های خروجی و بویژه NOx ، افزایش عدد اکتان مورد نیاز و افزایش مصرف سوخت می‌شود. در موارد شدیدتر ممکن است رسوب ایجاد شده بر روی سوپاپ ورودی موجب گیرکردن سوپاپ و درنتیجه از کارافتادن موتور شود. یکی از منابعی که منجر به تشکیل رسوب روی سوپاپ ورودی می‌شود، ذرات روغن‌موتور موجود در گازهای برگشتی(بلوبای)، است، که در جداکننده روغن از جریان جدا نشده و وارد محفظه سوپاپ ورودی می‌شود. گازهای برگشتی معمولاً ترکیبی از هوا، ذرات سوخت نسوخته، بخار آب و ذرات روغن می­باشند. لذا رسوب ذرات روغن‌موتور موجود در گازهای برگشتی بر روی سوپاپ ورودی بدلیل هم‌پوشانی و وجود سایر ذرات در آن بصورت مجزا بررسی نشده و میزان تأثیر آن مشخص نمی‌باشد. در این رساله، بدلیل پیچیدگی‌های هندسی و کارکردی موتورهای احتراق داخلی، یک چیدمان آزمایشگاهی ساده به‌منظور بررسی رسوب توزیعی از ذرات روغن‌موتور با قطر 1/0 تا 6 میکرون بر روی سطح تخت فولادی ساخته شده است. ذرات روغن‌موتور توسط یک قطره‌ساز بصورت آزمایشگاهی تولید می‌شوند. تأثیر پنج متغیر، قطر خروجی نازل، فاصله خروجی نازل از سطح، زاویه سطح، دمای سطح و دبی هوای اضافی که برخی از شرایط هندسی-کارکردی موتور را شبیه‌سازی می‌کنند مورد بررسی قرار گرفته‌اند. همچنین به‌منظور بررسی تأثیر نوع روغن بر تشکیل رسوب، آزمایش‌ها برای سه نوع روغن‌موتور مختلف تکرار شده است. برای صحّه­گذاری نتایج تجربی، از نرم­افزار فلوئنت برای شبیه­سازی رسوب ذرات روغن‌موتور روی سطح تخت استفاده شده­است. بطوریکه نتایج بدست آمده از شبیه‌سازی، تطابق کیفی قابل قبولی با نتایج تجربی دارد. معیار تشکیل رسوب، وزن رسوب بدست آمده توسط آزمایش‌های تجربی و مدلسازی عددی است. به‌منظور مشخص شدن اهمیت متغیرهای انتخاب شده، آزمایش‌هایی توسط روش طراحی آزمایش‌ تاگوچی، و در سطوح بحرانی متغیرها طراحی و انجام شده است. سپس با استفاده از آنالیز واریانس اهمیت متغیرها تعیین شده است. نتایج بدست آمده حاکی از اهمیت ناچیز دبی‌ هوای اضافی در مقایسه با سایر متغیرهای انتخاب شده است. همچنین، به‌منظور شناخت سازوکار تشکیل رسوب، پیدا کردن کیفیت خواص فیزیکی و شیمیایی آن و مقایسه با رسوب سوپاپ ورودی موتور پاشش مستقیم، از میکروسکوپ الکترونی روبشی( SEM ) که یکی از روش‌های مرسوم و پرکاربرد جهت ریخت‌شناسی مواد است، استفاده شده است. همزمان با میکروسکوپ الکترونی، با استفاده از انرژی پخش اشعه ایکس (EDX) ، آنالیز المانی-‌شمیایی رسوب انجام شده است. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که مکانیزم تشکیل هر دو رسوب تقریباً یکسان بوده و هردو عمدتاً شامل ترکیبات کربنی هستند. درنهایت، با استفاده از شبکه عصبی یک مدل تجربی پیش‌بینی رسوب ذرات روغن‌موتور و همچنین خنک‌کاری سطح توسط جت دوفازی به‌ازای تغییر متغیرهای بررسی شده، ارائه شده است.

  واژه‌های کلیدی: گازهای برگشتی، رسوب، ذرات میکرونی روغن‌موتور، میکروسکوپ الکترونی، شبکه عصبی.