تحقیق درباره مخازن CNG

تحقیق درباره مخازن CNG

فهرست مطالب

چکیده
مقدمه
عملكرد و شرايط مخازن CNG
تعيين مخزن با توجه به نوع خودرو
انواع مخازن CNG
مخازن CNG-I
مخازن CNG-II
مخازن CNG-III
مخازن CNG-IV
4-4-1 اجزاي مخزن CNG-IV
مقایسة انواع مخازن
فناوري توليد مخازن گاز طبيعي فشرده
تولید مخازن نوع 1
6-1-1 توليد مخزن از مادة اولية ورق
6-1-2 توليد مخزن از مادة اولية لوله
6-1-3 توليد مخزن از مادة اولية شمشال
تولید مخازن نوع2
6-2-1 اليافپيچی
تولید مخازن نوع 3
6-3-1 ساخت کامپوزيتهاي پيشرفته
تولید مخازن نوع 4
طراحی مخازن
الزامات طراحي
محدوديتهاي طراحي
اصول حاكم براي طراحی مخازن CNG
مراحل انجام طراحي
مراحل محاسبة قيمت مخزن
استانداردهاي مخازن
استاندارد ISO
تعدادي از استانداردهاي مخازن CNG
8-2-1 استاندارد (CNG4) ISO/FDIS/11439
8-2-3 استانداردهاي ملي ايران
آزمون‌های مخازن CNG
آزمون‌هاي كيفي حين توليد
9-1-1 بازرسي اولتراسونيك
9-1-2 آزمون سختيسنجي
9-1-3 آزمون تعيين حجم
9-1-4 کنترلهاي لازم برای مخازن کامپوزیتی
آزمونهاي تأييد ايمني مخازن
بازرسي
10-1 نحوة انجام بازرسي
10-2 ویژگی‌های بازرس
مكانيزمهاي آسيب
11-1 آسيبهاي معمول در مخازن ذخيرة گاز طبيعي
11-1-1 بهوجود آمدن آسيب درهنگام شكلدهي آستر
11-1-2 آسيب در هنگام ایجاد پوشش كامپوزيت
اطلاعات مربوط به علامتگذاري مخزن
فناوریهای جدید در مخازن CNG
سيستم ذخيرهسازي ISS
مخازن تطابق‌پذیر
مخازن با قطر بزرگتر
طراحي نوع خاصي از مخزن CNG ساختهشده از جنس آلومينيوم و پلاستيك تقويتشده
مراجع

چکیده
با توجه به فرصت‌هاي موجود جهت كاهش روند رشد بالاي مصرف فرآورده‌هاي نفتي در بخش حمل و نقل و افزايش كارايي مصرف سوخت در بخش مذكور و نيز ملاحظات زيست‌محيطي، سازمان بهينه‌سازي مصرف سوخت كشور از بدو تأسيس، طرح CNGسوز كردن خودروهاي كشور را در دستور كار قرار داده‌است.
از آنجا‌كه طرح تبديل سوخت خودروها به گاز طبيعي يك طرح فراسازماني و ملي مي‌باشد، ضروري است تا همزمان با انجام امور اجرايي و ستادي مربوط به اين طرح، سطح دانش و اطلاعات كارشناسان و محققين در اين بخش، با آخرين يافته‌هاي جهاني يكسان گردد و فرهنگ‌سازي مربوط به آن در سطح جامعه و دانشگاه فراگير شود.

تحقیق درباره مخازن CNG
همزمان با برگزاري اولين همايش سراسري سوخت جايگزين (CNG) و خودروهاي گازسوز به‌منظور ارتقاء سطح دانش عمومي در صنعت CNG مجموعه‌اي در 5 جلد تحت عناوين:
1. آلودگي
2. ايستگاه‌هاي سوخت‌گیری
3. كيت‌هاي تبديل
4. مخازن سوخت
5. موتورهاي گازسوز
تهيه شده تا علاقه‌مندان و پژوهشگران گرامي با كليات مسائل مربوط به صنعت CNG آشنا گردند. در نگارش اين مجموعه‌ها سعي شده كه در هر مجموعه، مطالب به‌گونه‌اي بيان شوند تا خواننده پس از مطالعه آن‌ها، به يك ديدگاه كلي از وضعيت موجود رسيده و با معايب و مزاياي خودروهاي CNGسوز آشنا گردد.
همچنين سعي شده تا از پرداختن به مطالب، به‌صورت صرفاً تخصصي خودداري شود و بدين ترتيب مخاطبين بيشتري بتوانند از مجموعه حاضر استفاده نمايند.
اميد است مجموعه حاضر بتواند قدمي مثبت در جهت بالا بردن سطح اطلاعات و دانش فني كارشناسان و محققين گرامي جهت اجراي موفقيت‌آميز طرح ملي تبديل سوخت خودروها به گاز طبيعي باشد.

تحقیق درباره مخازن CNG

مقدمه
مشکلات ناشي از ذخيره‌سازي سوخت گاز، به‌عنوان يک مانع بزرگ در توسعة سريع خودروهاي گاز‌سوز جلوه کرده‌است. در حال حاضر سه مبنا براي ذخيره‌سازي سوخت‌هاي گازي که جزء اصلي آن‌ها متان است، وجود دارد:
1. گاز طبیعی فشرده (CNG)
2. گاز طبیعی مايع‌شده (LNG)
3. گاز طبیعی جذب‌شده (ANG)
امروزه استفاده از گاز طبیعی فشرده بيشترين کاربرد را از بین سه روش فوق دارد. مخازن ذخيرة گاز تحت فشار بالا، که در حال حاضر براي خودروهاي گازسوز کاربرد دارند، نسبت به آنچه که ده سال پيش مورد استفاده واقع مي‌شد، به‌طرز قابل‌توجهي تکامل‌ یافته‌اند. در مخازن فعلي، نسبت وزن بر واحد حجم گاز ذخيره‌شده در مقایسه با مخازن اولیه، به بیش از نصف کاهش یافته و مخازن در اندازه‌ها و شکل‌هاي متفاوت توليد شده‌‌اند. البته توسعه و پيشرفت در اين راه با کاربرد استانداردهاي جدیدISO با سرعت بیشتر قابل پيش‌بيني و انتظار است. اين در حالی است که ديگر روش‌هاي ذخيره‌سازي گاز در مراحل اولية توسعۀ خود هستند.
به‌کارگيري گاز طبیعی فشرده به‌عنوان سوخت وسائط نقليه در مقياس وسيع در دو دهة 50 و 60 میلادی در ايتاليا و روسيه آغاز شد. مخازن اولیه، مخازن فولادي بودند که با مشخصات صنعتي- ملي گوناگون ساخته مي‌شدند تا اين‌که در اواخر سال 1970 میلادی با وضع مقررات جديد در ايتاليا، مخازن فولادي کم‌وزن به بازار عرضه شدند. در آمريکاي شمالي نيز تبديل سوخت وسائط نقليه به گاز طبيعي در مقياس وسيعي، از سال 1980 میلادی به‌بعد آغاز گرديد. مخازن سبک‌وزن ساخته‌شده از آستر فلزي پيچيده‌شده با الياف شيشه‌ای كه براي كاربردهاي فضايي توسعه يافته بودند‏‏‏‏‏‏، در سال 1977 میلادی به بازارهاي صنعتي وارد شدند. در سال 1982 میلادی مخازني كه با آستر آلومينيومي با پيچش محيطی الياف شيشه ساخته شده‌بودند در صنعتCNG مورد استفاده قرار گرفتند. سازندگان مخازن فولادي اين روند را تا طرح‌هاي سبك‌‌وزن‌تر براي CNG با توليد كردن آسترهاي فولادي پيچيده‌شده با الياف شيشه‌ای كه در سال 1985 میلادی آغاز شده بود، دنبال كردند. براي اين‌كه وزن مخزن را براي كار‌بردهاي CNG كاهش دهند، سازندگان بسياري، طرح‌هاي كامپوزيتي كاملاً پيچيده‌ای را توسعه دادند و آسترهاي فلزي يا پلاستيكي را براي مخزن محتوي گاز به‌كار بردند. در اواخر دهه 80 ميلادی كاربردهاي عملی مخازن CNG با آسترهاي پلاستيكي تقويت‌شده درسوئد، روسيه و فرانسه شروع شد. به‌دنبال توسعة استانداردهاي مخازن گاز طبيعي در آمريكاي شمالي، طرح‌هايي با آسترهاي نسبتاً نازك آلومينيوم يا آسترهاي پلاستيكي تقويت‌شدة كاملاً پيچيده‌شده با پوشش الياف شيشه و الياف كربن بعد از سال 1992 میلادی به بازار معرفي شدند. شکل 1 نمونه‌هایی از این مخازن را نشان می‌دهد.
مشخصات عمدة فناوري‌هاي ذخيره‌سازي سوخت گاز طبيعي در جدول 1 خلاصه شده‌اند. برای مقایسه؛ بنزين، اتانول و متانول نیز در این جدول فهرست شده‌اند. مقايسة فناوري‌هاي ذخيرة گاز طبيعي و فناوري‌هاي ذخيرة سوخت‌هاي مايع رايج، براساس ذخيره انرژي يکسان در هر سيستم سوخت بيان شده‌است.

تحقیق درباره مخازن CNG

مبناي مقايسه، يک مخزن 45 ليتري بنزین است که اکثراً در خودروهاي شخصي متوسط استفاده مي‌شود. با فرض ذخيرة گاز طبيعي براي 320 کيلومتر و با مصرف بنزين 8/11 ليتر در 100 کيلومتر، سه مخزن 50 ليتري گاز نیاز می‌باشد. همچنین در خودروهايي با مصرف بنزين 8/8 ليتر در 100 کيلومتر، دو مخزن 50 ليتري گاز و در خودروهايي با مصرف بنزين 7 ليتر در 100 کيلومتر، يک مخزن 50 ليتري گاز لازم است. با افزايش نسبت تراکم خودروهاي گازسوز، مي‌توان تا 15 درصد مصرف سوخت را کاهش داد که باعث کاهش وزن مخزن و هزينة ذخيرة گاز مي‌گردد. افزايش نسبت تراکم موتور از افزايش حجم مخزن ذخيرة گاز طبيعي فشرده اقتصادي‌تر است.

جدول 1: مقايسة روش‌هاي مختلف ذخيرة سوخت در خودروها [27].
فناوري ذخيره سوخت حجم
(lit) وزن
(kg) انرژي
(109 J) هزينه
($) پيمايش (km)
بنزين 9/46 5/39 493/1 25 534
اتانول 1/71 1/63 487/1 40 533
متانول 4/95 4/84 493/1 50 534
مخزن نوع 2* 9/149 7/150 498/1 1545 536
مخزن نوع 3* 5/152 133 514/1 1695 542
مخزن نوع 4* 9/149 9/64 493/1 2050 534
گازطبيعي مايع 1/68 3/71 514/1 1875 542
گازطبيعي جذب‌شده 4/151 8/90 477/1 در مرحلة تحقيقاتی 529
* حجم در مخازن گاز طبیعی به‌صورت حجم آبی (لیتر آب) سنجیده می‌شود.

تحقیق درباره مخازن CNG

مخازن CNG به‌دليل ملاحظاتی همچون سهولت ساخت و استحكام، اغلب به‌شكل كروي يا استوانه‌اي ساخته مي‌‌شوند. ساخت آستر فلزی مخازن به‌شكل مستطيلي (جعبه‌اي)، عايق‌كاري آن‌را مشكل مي‌كند و همچنين از استحكام كمتري به‌علت جوشكاري در درزها برخوردار مي‌باشد. در عوض مخازن استوانه‌اي براحتي قابل ساخت می‌باشند. در دو سر این مخازن، دو نیمکرة عدسیشکل به روش‌های خاص شکل‌دهی ايجاد می‌گردند. بنابراین مخازن گاز طبیعی بدون درز و جوش هستند. بخش عمده‌اي از هزينة ساخت مخازن استوانه‌اي را هزینة همين قسمت‌های نيمكره‌اي تشکیل می‌دهد. مخازن كروي در مقايسه با مخازن استوانه‌اي از لحاظ اندازه و فضايي كه اشغال مي‌كنند براي قرارگيري در صندوق عقب اتومبيل يا هر جاي ديگري كه براي مخزن درنظر گرفته شود، مناسب‌ نمي‌باشند. در شکل 2 نمونه‌ای از شکل عمومی مخازن، نشان داده شده‌است.

عملكرد و شرايط مخازن CNG
شرايط طراحي و سرويس براي مخازن CNG، فشار bar 200 در دمای C 15 است. بیشینة فشار پرشدگي مخزن bar 260 است كه بیشینة دماي مجاز را هم در مخزن ايجاد مي‌كند، اين حالت در هنگام پرشدن مخزن در سيستم‌هاي سريع رخ مي‌دهد. كمترين دفعات پرشدن يك مخزن در طول عمر خود 15000 مرتبه و حداکثر عمر يك مخزن معمولاً 20 سال است. قابليت‌هاي تعمير، سرويس‌دهي و
تحقیق درباره مخازن CNG

پسورد فایل: www.bazaarfile.ir

مطالعه بیشتر