Vakcode: wb4408B
Vaknaam: Dieselmotoren B

Het betreft een College
TUD studiepunten: 3
ECTS studiepunten: 5
Faculteit Ontwerp, Constructie en Productie
Docent(en): Stapersma, prof.ir. D.

Tel.: 015 27 83051

Trefwoorden:
Brandstoffen, brandstofbehandeling, brandstofeigenschappen, ontsteking, verbrandingsmechanismen, meting warmte-ontwikkeling a.g.v. verbranding, warmte-ontwikkeling modellen, warmte-overdracht, gassnelheden in cylinder, emissies

Cursusjaar: 4
Periode: 2/2/0/0
Coll.uren p/w: 2
Andere uren: -
Toetsvorm: Mondeling
Tentamenperiode: 2, 3
(zie jaarindeling)
Voorkennis: wb1224, 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
    a. Omvang van het probleem - soorten emissies: gasvormig (CO2, CO HC, SOX, NOX) en deeltjes (Particulates) - schadelijke effecten voor gezondheid en milieu - vormingsmechanismen van emissies, met name NOX. b. Wetgeving - eenheden en omrekeningsmethoden - wetgeving: stationaire installaties, wegverkeer, scheepvaart. c. Maatregelen - invloed 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 IV: Fuels, Combustion and Emissions"
  • D. Stapersma, "Diesel engines V: Heat Transfer"
Referenties vanuit de literatuur:
  • 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%