Vakcode: wb4408B/5
Vaknaam: Dieselmotoren B
Het betreft een College
TUD studiepunten: 3
ECTS studiepunten: 5 |
Subfaculteit der Werktuigbouwkunde en Maritieme Techniek |
Docent(en):
Stapersma, prof.ir. D. |
Tel.:
015-2783051 |
Trefwoorden:
Brandstoffen, brandstofbehandeling, brandstofeigenschappen, ontsteking,
verbrandingsmechanismen, meting warmte-ontwikkeling a.g.v. verbranding,
warmte-ontwikkeling modellen, warmte-overdracht, gassnelheden in cylinder, emissies |
Cursusjaar:
4
Quintaal: 2/2/0/0/0
Coll.uren p/w: 2
Andere uren: -
Toetsvorm: Mondeling
Tentamenperiode: 2, 3
(zie jaarindeling) |
Voorkennis:
wb1221, wb1220 |
Wordt
vervolgd door: - |
Uitgebreide
beschrijving van het onderwerp:
- Brandstoffen
- chemische opbouw en raffinage van koolwaterstoffen - soorten en aanduiding,
verkrijgbaarheid - eigenschappen: samenstelling, dichtheid, viscositeit,
verbrandingswaarde, ontstekingseigenschappen - (voor)behandeling en reiniging
- Verbranding
- thermodynamische grondslagen - chemie en fysica: verstuiving, ontsteking (condities,
uitstel) explosiediagram, vlamvorm, thermische theorie (Arrhenius), reactiemechanismen,
kettingreacties, premixed en diffusieve verbranding - warmte-ontwikkeling (Heat release):
meting en model (Vibe) - maximum druk en temperatuur in relatie tot warmte-ontwikkeling -
geavanceerde modellering
- Warmte-overdracht
- theorie instationaire warmte-overdracht in de cylinderwand - warmte-overdracht gas naar
wand - warmte-overdrachtsmechanismen: convectie, geleiding, gasstraling en vlamstraling;
orde grootte van de verschillende bijdragen - warmte-overdrachtscoefficienten: empirische
methoden (Nusselt, Eichelberg), op dimensie-analyse gebaseerde methoden (Annand, Woschni)
- gassnelheden in de cylinder: swirl, squish
- Emissies
- soorten emissies: gasvormig (CO2, CO HC, SOX, NOX) en deeltjes (Particulates) -
schadelijke effecten voor gezondheid en milieu - vormingsmechanismen van emissies, met
name NOX - eenheden en omrekeningsmethoden - wetgeving: stationaire installaties,
wegverkeer, scheepvaart - nulvoorwaarde: keuze brandstof - primaire maatregelen:
optimalisatie motor, variabele turbine geometrie (VTG), brandstof/wateremulsie,
waterinspuiting, uitlaatgasrecirculatie (EGR) - secundaire maatregelen: selectieve
katalytische reductie (SCR)
|
College
materiaal:
- D. Stapersma, "Diesel engines III: Fuels, Combustion
and Emissions"
- D. Stapersma, "Diesel engines IV: Heat Transfer"
(verschijnt 1997; nu gebruiken: Van der Pol, "Warmte-overdracht")
|
Referenties
vanuit de literatuur:
- brochure "Dieselbrandstoffen"
- Shell- brochure "De voorbehandeling en reiniging van
moderne residuale olien voor gebruik in dieselmotoren" Bruinsma, van Harpen (Alfa
Laval)
- paper "The ignition performance of fuel oils in marine
diesel engines" Zeelenberg, Fijn van Draat, Barker
- CIMAC conference, Parijs 1983
- paper "Heavy Fuel" Wesselo SWD bulletin, June 1990
- paper "Impact of emission legislation on large engine
design and operation" H. Niven (Ricardo) Trans Inst Diesel & Gas Turbine Eng,
August 1993
|
Opmerkingen
(Specifieke informatie over tentaminering, toelatingseisen, etc.): |
Doel:
- Bewustwording van de globale problematiek m.b.t. de
beschikbaarheid van fossiele brandstoffen en de schadelijke neveneffecten van verbranding
in de vorm van de uitstoot van schadelijke emissies in de atmosfeer.
- Kweken van fundamenteel chemisch en fysisch begrip van het
fenomeen verbranding in de dieselmotor.
- Verschaffen van theoretisch en praktisch inzicht in het
verschijnsel warmte-overdracht in de dieselmotor.
- Enig inzicht in de emissieproblematiek, d.w.z. soorten van
emissies, wetgeving en maatregelen ter vermindering van de emissies van dieselmotoren.
|
Computer
gebruik:
Indirect; voorbeelden van complexe verwerking
meetgegevens m.b.v. computer bij meting van heat release en emissies. |
Practicum: |
Ontwerp
component:
Beperkt; bepaling van ontwerpparameters
verbrandingsproces en warmteverlies in de dieselmotor. |
Percentage
ontwerponderwijs: 25% |