عنوان :

مقاله  آئین گفتگو میان ایرانیان باستان

تعداد صفحات :۳۴

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

مقاله حاضر به معرفی اجمالی مخازن CNG و آزمون های مرتبط با آنها می پردازد.  این مقاله به ۶ بخش تقسیم شده است . بخش اول انواع مخازن CNG، بخش دوم آزمونهای مخازن، بخش سوم استانداردهای مخازن CNG، بخش چهارم اجزای مخزن CNG، بخش پنجم ساخت مخازن CNG، بخش ششم انتخاب مخازن CNG برای خودروها را توضیح می دهد.

در اینجا به انتخاب مخازن اشاره می کنیم. یکی از پارامترهای مهم در تبدیل خودروهای بنزینی مسئله انتخاب مخزن مناسب باتوجه به حداقل پیمایش با یکبار ذخیره سازی سوخت است. این مسئله در هیچ یک از استانداردهای مورد بررسی، مطرح نگردیده است وصرفاً کارخانه های خودروساز باتوجه به امکانات موجود از نظر جانمایی مخزن، حداکثر پیمایش قابل دستیابی و حداقل کردن تعداد مخازن به جهت صرفه اقتصادی به آن می پردازند. با بررسی خودروهای سواری در حال حرکت و باتوجه به استانداردها و مقررات نصب، در حال حاضر نصب مخازن صرفا در صندوق عقب و پشت صندلی عقب مقدور می‌باشد.

با در نظرگرفتن نسبت تبدیل یک لیتر حجم معادل آب گاز طبیعی فشرده (CNG) به حدود ۲۵۵/۰ لیتر بنزین، حجم ابی مخازن موردنیاز برای پیمایش های مختلف به شرح جدول (۱) می‌باشد. لازم به توضیح است که ارقام ارائه شده به عنوان مصرف سوخت بنزین هر خودرو از نتایج آزمونهای عملی بروی خودروهای نمونه (مدل ۷۹) طی سیکل شهری ECE-1504 در آزمایشگاه مرکزی تحقیقات و نوآوری خودرو سایپا استخراج گردیده است.

موضوع مهم دیگر میزان تحمیل اضافه وزن ناشی از هریک از انواع مخازن و اثر آن بروی تغییر مرکز ثقل و سیستم تعلیق خودرو بدون در نظر گرفتن قیمت آنها است. میزان اضافه وزن مجاز ناشی از نصب مخزن برای خودروهای پیکان، پژو، پراید و نیسان وانت به ترتیب برابر ۹۰، ۱۱۰، ۷۰ و ۲۶۰ کیلوگرم در نظر می گیریم.

واژه های کلیدی: مخازن CNG، آزمون های مخازن، استاندارد های مخازن، ساخت مخازن

فهرست مطالب

مقدمه   ۱
بخش اول   ۳
انواع مخازن CNG   ۳
مخازن نوع اول ـ مخازن تمام فلزی (CNG-1)   ۳
مخازن نوع دوم ـ مخازن کمرپیچ (CNG-2)   ۳
مخازن نوع سوم ـ مخازن تمام پیچ (CNG-3)   ۳
مخازن نوع چهارم ـ مخازن تمام کامپوزیت (CNG-4)   ۴
استفاده از مخازن CNG در جهان   ۴
بخش دوم   ۵
آزمونهای مخازن   ۵
۱٫ آزمونهای تحمل آسیب   ۵
آزمون نفوذ گلوله   ۵
آزمون سقوط   ۶
آزمون تحمل خرابی (تحمل شکاف)   ۶
آزمون تصادف   ۷
۲٫ آزمونهای محیطی   ۷
آزمون قرارگیری در معرض دماهای حدی   ۸
آزمون گسیختگی تحت تنش تنش سریعی   ۸
آزمون قرارگیری در معرض آتش (Bonfire)   ۸
۳٫ آزمو‌ن‌های چرخه عمر   ۹
آزمون ترکیدن هیدرواستاتیک   ۹
آزمون چرخه فشار در دمای محیط   ۹
آزمون نشست پیش از شکست   ۱۰
چرخه گاز طبیعی   ۱۰
آمار خرابی‌های میدانی   ۱۰
بازرسی مخازن NGV   ۱۱
بخش سوم   ۱۳
استانداردهای مخازن CNG   ۱۳
۱٫ استاندارد (CNG4) و ISO/FDIS/1143   ۱۴
۲٫ استانداردهای سیلندرها براساس NGV2-1992  و ANSI/A.G.A   ۱۶
۳٫ استانداردهای ایمنی وسایل موتوری فدرال   ۱۸
۴٫ استاندارد CGA/DOT FRP & FRP-2   ۱۹
بخش چهارم   ۲۰
اجزای مخزن CNG   ۲۰
۱٫ لاینر   ۲۰
۲٫ قطعه رابط ورود گاز (BOSS)   ۲۱
۳٫ جزء کمپوزتی CNG   ۲۱
۴٫ فوم های قالبی تزریق شده   ۲۲
۵٫ رنگ مخزن   ۲۲
بخش پنجم   ۲۳
ساخت مخازن CNG   ۲۳
مسیر طراحی   ۲۳
فرایندهای ساخت   ۲۴
بخش ششم   ۲۷
انتخاب مخازن CNG برای خودروها   ۲۷
انتخاب مخزن   ۲۷

مقدمه

با توجه به مشکلات روزافزون آلودگی هوا و عواقب زیست محیطی آن به دلیل استفاده از سوخت های دودزا (گازوئیل و بنزین و …) که حجم عمده ای از این آلودگی توسط وسایل نقلیه شخصی یا عمومی تولید می گردد، استفاده از سوخت گاز طبیعی به دلیل تولید حداقل گازهای آلوده کننده، درصد اولویت های دولت ها جهت جایگزین نمودن این سوخت بار دیگر سوخت های موجود در وسایل نقلیه قرار دارد.

از مزایای عمده سوخت گاز طبیعی نسبت به سوخت بنزینی می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

گاز طبیعی در مجموع دارای آلودگی کمتری نسبت به سوخت های فسیلی بوده و از لحاظ شرایط عملکردی موتور وضعیت بهتری از بنزین دارند، چراکه نسبت تراکم مناسب برای موتورهای با سوخت گاز طبیعی۱۴:۱ است، در حالی که عدد اکتان بنزین ۹۰ می‌باشد و سبب افزایش راندمان و کارآیی موتورهای گازی مضر می‌گردد.

چنانچه موتور برای شرایط گاز سوز طراحی شود، قدرت بیشتری از موتورهای بنزینی دارند. راندمان سوخت گاز حدود ۱۵% بیشتر از بنزین است و همچنین ارزش حرارتی آن نیز حدود ۱۳% بیشتر از سوخت بنزین است. قیمت گاز طبیعی در مقایسه با بنزین برای انرژی سوخت یکسان حدود یک سوم بنزین معادل می‌باشد. گاز طبیعی آلودگی منواکسیدکربن را تا ۹۰%، اکسید نیتروژن را حدود ۳۰% و هیدروکربن ها را تا ۵۰% کاهش داده و تقریباً عاری از مواد سرطان زا می باشند. این مزیت ها مهمتریت عواملی هستند که مشوق انتخاب گاز طبیعی به عنوان سوخت خودرو است ولی به این نکته کمتر توجه می‌شود که آمار ایمنی خودروهای گازسوز (NGV) نسبت به تقریباً همه سوختهای متداول یا جایگزین امروز، مطلوب ترین وضعیت را دارد. بطوریکه گاز طبیعی را به صورت سوختی با ایمنی برابر یا حتی ایمنی تر از سایر سوختهای نفتی معرفی می‌کند.

دلایل این ایمنی بیشتر عبارتند از:

   ¨     گاز طبیعی دارای دانسیته حدود ۶/۰ نسبت به هوا است در نتیه به محض نشت‌کردن، سریعاً در هوا پخش می‌گردد و تجمع نمی یابد.

      ¨         گاز طبیعی در یک دامنه بسیار محدود (نسبت گاز به هوای ۴ تا ۱۵ درصد ) محترق می‌گردد، درغیر اینصورت صورت احترافی رخ نمی دهد.

   ¨     از سویی لزومی ندارد صاحب جایگاه با خطر نشت از مخزن زیرزمینی است و پنجه نرم کند در حالیکه این یک نکته قابل ملاحظه و مهم در مورد سوختهای مایع است.

بنابراین درخصوص خودرو گاز طبیعی سوز نکته ایمنی مهم متوجه مخزن و متعلقات آن است و آن هم بیشتر به سبب فشار کاری بالایی است که با آن کار می‌گردد.

این مقاله سعی دارد به معرفی اجمالی مخازن CNG و ازمونهای مرتبط با آنها بپردازند، استانداردهای مربوط به آنها را بیان کند و مختصری به تکنولوژی ساخت آنها اشاره داشته باشد.

سعی شده اس مطالب تا حد امکان مختصر، اما مفید و منسجم باشند تا خواننده در فرصتی کوتاه بتواند اطلاعات قابل توجه و مفیدی راجع به مخازن تحت فشار در خودروهای گازسوز بدست آورد.

بخش اول

انواع مخازن CNG

مخازن CNG برحسب ساختار می توانند بر چهار نوع باشند:

مخازن نوع اول ـ مخازن تمام فلزی (CNG-1)

این مخازن از جنس فولاد یا آلومینیوم هستند و شرایط ترکیب شیمیائی آنها در استاندارد مربوطه ذکر گردیده است.

مخازن نوع دوم ـ مخازن کمرپیچ (CNG-2)

این نوع مخازن دارای یک لایه داخلی (Liner) از جنس فولاد یا آلومینیوم بدون دز است و قسمت استوانه ای این لایه داخلی توسط الیاف شیشه، آرامید، یا مخلوطی از آنها که آغشته به رزین است پیچیده شده و این ساختار کامپوزیتی که به مخزن داده شده این امکان را بوجود می آورد که بتوان از ضخامت قسمت فلزی کاست و در نتیجه مخزن سبکتری را بدست آورد.

رزینی که در ساختار مخزن کامپوزیتی استفاده می‌شود می تواند از نوع گرما نرم (Thermoplastic) یا گرما سخت (Thermo-setting) باشند.

مخازن نوع سوم ـ مخازن تمام پیچ (CNG-3)

این نوع مخازن دارای یک لایه داخلی از جنس فولاد یا آلومینیوم بدون درز است و تمام این لایه داخلی توسط الیاف شیشه، آرامید، کربن یا مخلوطی از آنها که آغشته به رزین است پیچیده است و این ساختار کامپوزیتی که به مخزن داده شده این امکان را بوجود می آورد که بتوان از ضخامت قسمت فلزی کاست و در نتیجه مخزن سبک تری را نسبت به دو نوع اول بدست آورد.

مخازن نوع چهارم ـ مخازن تمام کامپوزیت (CNG-4)

این نوع مخازن دارای یک لایه داخلی (Liner) از جنس پلیمر بدون درز است. و تمام این لایه داخلی توسط الیاف شیشه، آرامید، کربن یا مخلوطی از آنها که آغشته به رزین است. پیچیده شده و این ساختار تمام کامپوزیت یکی از سبکترین انواع را در مخازن CNG تأمین می نماید. در ساخت این نوع مخازن از تکنولوژی بالایی استفاده شده است و تعداد سازندگاانی که از این نوع مخازن تولید می کنند، بسیار معدود است و قیمت آنها نیز بالاتر از سایر انواع می باشند.

استفاده از مخازن CNG در جهان

خودروهای گازسوز طبیعی بیش از پنجاه سال است که در جهان مورد استفاده قرار می گیرند. استفاده از این خودروها از سال ۱۹۷۰ به دلیل مزایای زیست محیطی و اقتصادی روبه افزایش و به خصوص استفاده از کامپوزیت ها از سال ۱۹۸۰ توسعه یافته است. در حال حاضر بیش از دو میلیون خودرو در جهان برای استفاده از CNG ساخته و یا تبدیل شده اند.

این خودروها و مخازن آنها سابقه عمومی عالی از خودشان داده اند در حالیکه مخزن فولادی در دنیا متداول ترند، بازار آمریکای شمالی توسط مخازن کامپوزیت اشغال شده‌اند. بسیاری از کارخانه های سازنده مخازن CNG  دارای سابقه طولانی تولید تسلیحات بوده اند و بعداً به تولید این مخزن روی آورده اند.

بخش دوم

آزمونهای مخازن

به منظور اطمینان از ساخت صحیح و مطابق با استاندارد مخازن CNG ، آنها را تحت آزمونها و شرایط مختلفی قرار می دهند. یک مخزن وقتی مورد تأیید قرار می‌گیرد و گواهی استاندارد مربوطه را دریافت می‌کند که آزمونهای آن استاندارد را با موفقیت پشت سر بگذارد.

تعداد این آزمونها بسته به نوع مخزن متفاوت است. در مورد مخازن کامپوزیت (بخصوص نوع چهارم) آزمونها مفصل و سختگیرانه تر است و چون آزمونهای خاص مرتبط با مواد پلیمری را هم شامل می شود، تعداد آزمونها بیشتر است.

این آزمونها را می‌توان براساس هدف آنها در سه نوع رده بندی نمود. هریک از آزمونها در یکی از این سه رده قرار می گیرند:

آزمونهای تحمل آسیب
آزمونهای محیطی
آزمونهای چرخه عمر

در این‌جا به اختصار به شرح این آزمونها می پردازیم:

۱٫ آزمونهای تحمل آسیب

آزمون نفوذ گلوله

پس از این آزمون مخزن نباید به ذرات خرد تقسیم شود. استفاده از الیاف شیشه و کربن تحمل این آسیب را افزایش می‌دهد. هرچه ضخامت دیواره کامپوزیت افزایش یابد، که این معمولاً با افزایش قطر و فشار همراه است، مقاومت آن در برابر تأثیر آسیب افزایش می یابد. در این آزمون مخزن با یک گلوله جنگی به قطر ۶۲/۷ میلی متر طوری مورد اصابت قرار می‌گیرد که حداقل یک سمت آزمون سوراخ شود. مخزن باید تا فشار ۲۰۰ برابر پر شده باشد.

آزمون سقوط

در این آزمون یک یا چند مخزن تکمیل شده بدون اعمال فشار داخلی و شیر،‌ در دمای محیط تحت آزمون قرار می گیرند. یک مخزن بصورت افقی از فاصله ۸/۱ متری از سطح زمین انداخته می‌شود. یک مخزن بصورت عمودی به صورت انداخته می‌شود که انرژی پتانسیل آن ۴۸۸ ژول باشد، ولی در هیچ حالتی ارتفاع عدسی پایینی مخزن نباید از ۸/۱ متر بیشتر باشد.

یک مخزن نیز باید تحت زاویه ۴۵ درجه از ارتفاعی روی عدسی انداخته شود که فاصله مرکز گرازش آن از زمین ۸/۱ متر باشد.

پس از این آزمون مخزن در ۳۰۰۰ چرخه در دمای محیط تحت چرخه فشار بین ۲۰ الی ۲۶۰ بار قرار گرفته و سپس تحت ۱۲۰۰۰ چرخه دیگر قرار می‌گیرد. مخزن در ۳۰۰ چرخه اول نباید دچار نشت یا گسیختگی شود، ولی در ۱۲۰۰۰ چرخه بعدی می تواند دچار نشت شود.

نکته مهمی که در مورد این آزمون وجود دارد این است که وقتی مخازن تحت فشار هستند در مقابل آسیب های ناشی از سقوط مقاومترند، چراکه فشار داخلی از فرورفتگیهایی که می تواند در دیواره ایجاد آسیب نماید تا حدودی جلوگیری می نماید؛ به همین دلیل مخازن بدون اعمال فشار تحت آزمایش قرار می گیرند.

آزمون تحمل خرابی (تحمل شکاف)

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .