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Il processo di combustione nei motori alternativi: sviluppo di procedure per lo studio delle emissioni di idrocarburi incombusti

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- Introduzione - 18 Tra le molteplici specie inquinanti, grande interesse negli ultimi anni è stato rivolto alla formazione ed alla rimozione degli idrocarburi incombusti HC, nei motori a combustione interna, indirizzando lo studio, soprattutto ai motori Otto, dove la concentrazione di HC allo scarico si presenta maggiormente consistente. Gli HC sono sostanze altamente reattive: infatti, una volta liberate in atmosfera, danno origine a numerosi fenomeni di inquinamento secondario. Un altro aspetto che li contraddistingue negativamente è la loro elevata tossicità anche a piccole concentrazioni, e la caratteristica dannosa di addensarsi negli strati bassi dell’atmosfera. Per ridurre le emissioni inquinanti di HC, in un motore a benzina, si sono percorse due strade: la riduzione in fase di formazione, e l’abbattimento post-formazione. Per quello che riguarda la riduzione in fase di formazione, si sono inizialmente studiati i meccanismi, che generano tali specie inquinanti, classificandoli in quattro fenomeni principali. Il primo fenomeno posto in evidenza, è la formazione per mancata fiamma, che si verifica quando nella camera non si raggiungono le condizioni termodinamiche, idonee allo sviluppo della combustione. Il secondo fenomeno interessa la complessità della struttura del combustibile, sottoposto ad ossidazione; infatti, tanto più lunghe, ed articolate, si presentano la catene di atomi di carbonio delle molecole, costituenti il combustibile, tanto più diversificate saranno le molecole di HC, presenti nei gas di scarico. Come terza causa si cita il fenomeno di assorbimento e desorbimento della miscela fresca, da parte del film d’olio lubrificante, che riveste le pareti della canna; tale meccanismo è sancito dalla ciclicità dei valori delle pressioni all’interno della camera di combustione. Il quarto meccanismo di formazione riguarda il flusso in ingresso, e in uscita, della miscela dai volumetti interstiziali, anche quest’ultimo fenomeno è governato dalla pressione vigente nel bulk. Per ridurre la formazione degli HC si sono studiate soprattutto soluzioni progettuali, che interessano sia la geometria della camera, che quella delle sedi degli organi di tenuta. Per abbattere gli HC incombusti, in sede di post-formazione, si sono disegnate camere di combustione secondaria, a valle della valvola di scarico. Si sono realizzati, inoltre, reattori chimici in grado di abbattere tre sostanze inquinanti (HC, CO, NO x ), presenti nel flusso di scarico, sfruttando il potere catalitico di alcuni metalli (Pt, Rh), questi reattori prendono il nome, ormai diffuso, di Convertitori Catalitici Trivalenti CCT. Oltre alla rimozione, un altro aspetto importante è la conoscenza della composizione dei gas uscenti da un motore alternativo. Per quanto riguarda quest’aspetto, nella letteratura motoristica sono reperibili modelli, che propongono il calcolo delle concentrazioni delle specie, derivanti dalla ossidazione completa di un generico combustibile.

Anteprima della Tesi di Emanuela Foglia

Anteprima della tesi: Il processo di combustione nei motori alternativi: sviluppo di procedure per lo studio delle emissioni di idrocarburi incombusti, Pagina 15

Tesi di Laurea

Facoltà: Ingegneria

Autore: Emanuela Foglia Contatta »

Composta da 231 pagine.

 

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