خانه / علوم پایه / شیمی / دانلود پایان نامه با عنوان ویژگی­های فیزیکی­ای که در تقطیر بنزین موتور بایتس مورد اندازه­گیری

پایان نامه کارشناسی ارشد با عنوان ویژگی­های فیزیکی­ای که در تقطیر بنزین موتور بایتس مورد اندازه­گیری

ویژگی­های فیزیکی­ای که در تقطیر بنزین موتور بایتس مورد اندازه­گیری

 

 

کلیات تحقیق

 

  • مقدمه

دلایلی مانند رشد جمعیت، توسعه­ی صنعت، افزایش شهرنشینی و ارتقاء شاخص­های رفاه در زندگی بشر باعث افزایش روزمره­ی مصرف انرژی در جهان شده است. در نتیجه تقاضای استفاده از سوخت­های فسیلی نیز هر روز بیشتر شده که به نوبه­ی خود باعث ایجاد آلودگی­های متعدد می­شود و عواقبی از قبیل گرم شدن کره­ی زمین، ذوب شدن یخ­های قطبی، بالا آمدن سطح آب­های جهان، از بین رفتن گونه­های جانوری و گیاهی و … شده است. همچنین این آلاینده­ها علاوه بر تأثیرات مخرب فوق باعث ایجاد انواع بیماری­ها شده است. و این مسائل موجب نگرانی بشر شده و محققان را بر آن داشته است که برای مشکلات فوق چاره­ای بیاندیشند. بنا به دلایل فوق صرفنظر کردن از سوخت­های فسیلی در حال حاضر ناممکن می­باشد ولی می­توان ترتیبی اتخاذ کرد که وسایل مصرف کننده­ی انرژی­های فسیلیِ بهینه شده با استفاده از سوخت­های با کیفیت، آلاینده­های کمتری تولید کنند. در این راستا محقق در زمینه­های متعددی فعالیت­های مفیدی انجام داده­اند. که ازجمله­ی آنها می­توان به بهبود کیفیت سوخت­های فسیلی از جمله بنزین موتور اشاره کرد. طبق اعلام سازمان محافظت محیط زیست بخش زیادی از آلودگی کلان­شهر­های کشور مربوط به آلاینده­های خودروهای سبک بنزین سوز می­باشد.

بنزین یکی از مهم­ترین محصولات تولید شده در پالایشگاه­های نفت می­باشد که به عنوان سوخت خودروها مورد استفاده قرار می­گیرد. بنزین مخلوط پیچیده­ای از صدها ترکیب فرار و قابل اشتعال مشتق شده از نفت­خام با ۴ الی ۱۲ اتم کربن و نقاط جوشی در محدوده­ی ۳۰ الی ۲۲۰ درجه­ی سانتی­گراد است[۱]. این ماده در کشورهای مختلف نام­های مختلفی از­جمله گاز، گازولین، پترول، اسپیریت و … دارد. مؤسسه­ی استاندارد ASTM[1] تعریف زیر را برای بنزین ارائه داده است:”  نفتای پالایش شده­ای که ترکیبات آن اجازه می­دهد بعنوان سوخت در موتورهای درون­سوز مورد استفاده قرار گیرد.”

بطور معمول بیش از ۴۵% نفت­خام به بنزین تبدیل می­شود که حاکی از اهمیت و تقاضای زیاد این ماده می­باشدو این حجم مصرف، مسأله­ی کیفیت و کنترل کیفیت را جهت نیل به اهدافی از قبیل بهبود عملکرد موتورهای بنزین سوز، افزایش عمر قطعات و از همه مهمتر عرضه­ی سوخت استاندارد جهت کاهش آلاینده­های خارج شده از موتور را با اهمیت­تر می­نماید.

این پایان­نامه تلاشی ناچیز جهت ارتقـاء کنترل بر کیفیت فراورده­ی بنزین موتور از طریق پیش بینی عدد آرام سوزی آن با استفاده از داده­های تقطیر به روش شبکه­ی عصبی مصنوعی می­باشد.

در این فصل کلیات تحقیق بررسی خواهد شد به­طوریکه در بخش اول مقدمه­ای بر پایان­نامه و در بخش دوم انگیزه­ی ما در مورد انتخاب این موضوع و اهمیت آن بیان خواهد شد. در ادامه و در بخش سوم مسأله­ی اصلی تحقیق معرفی خواهد شد. ضرورت انجام این رساله در بخش چهارم مطرح شده و در بخش پنجم، اهداف این پایان­نامه که قصد داریم با انجام تحقیقات به آن دست یابیم بیان خواهد شد. در بخش ششم نوآوری­­ای که برای حل مسأله­ی این تحقیق جهت رسیدن به اهداف پایان نامه انجام شده مطرح خواهد شد و در نهایت در بخش هفتم این فصل نحوه­ی فصل­بندی این پایان­نامه فهرست شده است.

  • اهمیت موضوع

همان­گونه که بیان گردید حجم زیاد مصرف بنزین و تاثیر کیفیت آن بر عملکرد موتور و آلودگی محیط بر اهمیت کنترل نمودن شاخص­های کیفیتی آن می­افزاید. یکی از مهمترین شاخص های کیفیتی بنزین، عدد آرام سوزی بوده و شامل اطلاعاتی در برابر مقاومت بنزین در برابر خوداشتعالی می­باشد[۲].این پدیده زمانی رخ می­دهد که حرارت ایجاد شده در اثر متراکم شدن سوخت و هوا در داخل سیلندر، باعث خود اشتعالی مخلوط، بدون وجود جرقه شود. خود اشتعالی سوخت باعث ضربه­های فشاری در سیلندر، افزایش مصرف سوخت، کاهش قدرت موتور، احتراق ناقص و ایجاد آلودگی بیشتر و در بدترین حالت حتی ممکن است باعث آسیب دیدن و خرابی موتور شود[۱].

روش­های متنوعی برای تعیین شاخص­های کیفی فراورده­های نفتی (از جمله بنزین) وجود دارد که روش­های آزمایشگاهی متداول­ترین آن­هاست. امروزه با پیشرفت علم رایانه، شاهد استفاده از آن در تمامی زمینه­های علوم هستیم. یکی از خدماتی که این فن­آوری جدید به پژوهش­های مبتنی بر روش­های آزمایشگاهی داده است ارائه­ی سخت­افزارها و نرم­افزارهای مناسب می­باشد. علوم مهندسی شیمی نیز از این خدمات بی­بهره نمانده و استفاده از رایانه در این زمینه­ی علمی نیز منجر به کاهش هزینه و افزایش سرعت و دقت شده است. از جمله­ی این نرم­افزارها که در سال­های اخیر رشدی زیاد همراه با کاربری فراوان داشته روش­های مبتنی بر هوش مصنوعی می­باشد.

  • بیان مسأله

همان­گونه که اشاره شد عدد آرام سوزی مهمترین شاخصه­ی کیفی بنزین موتور می­باشد. عدد آرام سوزی بیشتر نمایش دهنده­ی بنزین مرغوبتر می­باشد که نشان می­دهد بنزین در مقابل ضربه مقاوم­تر بوده و موتور راحت­تر کار می­کند. اهمیت عدد آرام سوزی به ویژه در دهه­های اخیر و با بالاتر رفتن ضریب تراکم[۲] موتور­ خودروها بیشتر شده است. [۳]. عدد آرام سوزی بنزین مانند اکثر دیگر مشخصات آن از روابط غیر خطی تبعیت نمی­نمایدکه این غیر خطی بودن به درصدهای حجمی مخلوط تشکیل دهنده­ی بنزین بستگی دارد. بنابراین جهت مدل­سازی آن بایستی از روش­های پیچیده­تری نسبت به روش­های خطی استفاده کرد. بطورکلی و در روش­های آزمایشگاهی، غالب شرکت­های تولید کننده­ی بنزین موتور، عدد آرام سوزی آن­را با استفاده از دستگاه CFR[3] که یک موتور تک سیلند دارای شمارش­گر ضربه[۴] می­باشد، اندازه­گیری می­نمایند.انجام این آزمایش صرف­نظر از طول مدت زیاد آزمایش، بعلت استفاده از مواد خالص (نرمال هپتان،ایزو اکتان و تولوئن) دارای هزینه­ی نسبی زیاد و همراه با ایجاد آلودگی صوتی و شیمیایی است. از طرفی به­علت هزینه­ی زیاد خرید دستگاه موتور CFR غالب آزمایشگاه­های متوسط و کوچک امکان تهیه­ی آن­را ندارند که در نتیجه امکان اندازه­گیری عدد آرام سوزی بنزین را ندارند.

یکی دیگر از آزمایش­های مهم انجام یافته روی بنزین موتور، آزمایش تقطیر[۵] می­باشد که شامل اطلاعات مهمی در خصوص بازه­ی جوش ترکیبات تشکیل دهنده­ی بنزین موتور می­باشد. انجام این آزمایش بعلت سهل­الوصول بودن آن در اکثر آزمایشگاه­های نفت مرسوم می­باشد. هدف از انجام این تحقیق بررسی امکان پیش­بینی عدد آرام سوزی بنزین موتور با استفاده از داده­های تقطیر همان نمونه بنزین به روش شبکه­ی عصبی مصنوعی می­باشد.

  • ضرورت تحقیق

بحران­های ناشی از مصرف روزافزون انرژی در کشور ما تبدیل به یک مشکل در مدیریت کلان کشور شده است که علاوه بر آثار سوء زیست محیطی و بهداشتی باعث آسیب جبران ناپذیر به اقتصاد ملی نیز شده است. و وزارت نفت به­عنوان بزرگترین تأمین کننده­ی سوخت مایع در کشور ناگزیر از وارد کردن میزان مورد نیاز افزون بر تولید داخل از خارج می­باشد[۴]. آنچه قابل ذکر است علیرغم سیاست­های انقباضی دولت جهت خرج از بحران، مصرف فراورده های نفتی ازجمله بنزین روندی صعودی داشته و این به معنی رو به رشد بودن روند ایجاد آلودگی­های ناشی از مصرف این­سوخت فسیلی است. بنابراین لازم است تا علاوه بر مصرف بهینه­ی بنزین، با ارتقاء استانداردهای فعلی تولید بنزین بهEuro4 [6]و  Euro5آلودگی حاصل از مصرف آن به سطوحی پایین­تر تقلیل یابد. با توجه به موارد ذکر شده ضرورت تبیین و تعیین روش­های جدیدتری برای تولید فرآورده­های باکیفیت و تواماً نیاز به ایجاد روش­های جدید جهت آزمایش مشخصه­های کیفی آن بیش از پیش احساس می­شود.

در این راستا تلاش شده است با داشتن داده­های سریع­الحصول و سهل­الوصول به دست آمده از آزمایش تقطیر بنزین، عدد آرام سوزی آن­را که علاوه بر عدم امکان خرید دستگاه موتورCFR برای اکثر آزمایشگاه­ها، آزمایشی طولانی مدت، پرهزینه و آلاینده می­باشد را با دقتی قابل قبول پیش بینی کرده و به­دست آوریم.

  • اهداف تحقیق

ویژگی­های فیزیکی­ای که در تقطیر بنزین موتور بایتس مورد اندازه­گیری واقع شوند عبارتند از: IBP[7]، میزان برگشتی در ۱۰%،۵۰،۹۰ و FBP[8] که طبق استاندارد تعریف شده هر کدام باید از حدود معینی تجاوز ننماید[۵].هدف ما از این تحقیق پیش­بینی کردن عدد آرام سوزی بنزین موتور با استفاده از داده های فوق به روش شبکه­ی عصبی مصنوعی می­باشد.

 

  • نوآوری تحقیق

همان­گونه که قبلاً نیز مطرح شد، عدد آرام­سوزی بنزین موتور یکی از مهم­ترین مشخصه­های کیفی آن می­باشد که جهت اندازه­گیری آن بایستی از موتورCFR که یک دستگاه بسیار گران قیمت بوده و انجام آزمایش با آن مستلزم صرف وقت و هزینه­ی زیاد توأم با تولید آلودگی صوتی و شیمیایی می­باشد. نوآوری موجود در رساله­ی حاضر پیش بینی کردن عددآرام سوزی بنزین موتور با استفاده از داده­های تقطیر به روش شبکه­ی عصبی می­باشد.

  • ساختار پایان­نامه

مطالبی که در فصل­های آینده مورد بررسی قرار خواهند گرفت شامل مطالبی در رابطه با آشنایی با فراورده بنزین موتور و واحد­های تولید کننده­ی آن در فصل دوم می­باشد. در فصل سوم مطالبی جهت آشنایی با شبکه­های عصبی مصنوعی، ویژگی­ها و کاربردهای آن بیان می­گردد. در فصل چهارم نحوه­ی گردآوریو آنالیز آماری داده­ها جهت استفاده در مدل­سازی­ها ارائه می­گردد و نیز بررسی ساختارهای مختلف شبکه، انتخاب شبکه بهینه و آزمایش آن توضیح داده می­شود. در ادامه و در فصل پنجم در خصوص نتایج حاصله بحث شده و پیشنهاداتی جهت ادامه­ی کار ارائه خواهد شد.

قیمت:   ۱۲۰۰۰ تومان

 

فرمت

مطلب مشابه

پایان نامه کارشناسی ارشد با عنوان تئوری تئوکراسی و قانون اساسی جمهوری اسلامی ایران

  عنوان: تئوری تئوکراسی و قانون اساسی جمهوری اسلامی ایران فهرست مطالب عنوان                                                                                                                          صفحه …