الوقود والاحتراق

_

مختبر الوقود والاحتراق

مختبر أبحاث الوقود والاحتراق ، من خلال تجهيز وتصنيع أدوات متطورة ،وفر القدرة اللازمة على إجراء اختبارات بحثية مكثفة في شكل رسائل دكتوراه في مجال حقن الوقود واحتراق الوقود التقليدي والحديث. تصميم غرفة احتراق بحثية ذات حجم ثابت يمكن تصويرها من الداخل والتي يمكنها تحمل ضغط يصل إلى 100 بار، وتطوير أجهزة تحكم للمشغلات ومستشعرات مثبتة في غرفة الاحتراق ، واستخدام كاميرا سريعة قادرة على التقاط ما يصل إلى 100000 صورة في الثانية مع تطبيق طريقة تصوير شيلين للاحتراق السريع وحقن الوقود السائل والغازي جعل ذلك ممكنًا.

_

امكانيات المختبر

  • حقن أنواع مختلفة من الوقود السائل والغاز ودراسة شكل رذاذ الوقود وقياس عمق الاختراق وزاوية مخروط الرذاذ (غاز ، بنزين ، ديزل)
  • قياس التدفق الساكن والديناميكي لأنواع الحقن وآلية حقن قابلة للبرمجة
  • اختبارات الاحتراق في غرفة ذات حجم ثابت مع التصوير السريع لكيفية اختراق الوقود وانتشار اللهب
  • تحليل بيانات اختبار احتراق الحجم الثابت واستخراج سرعة اللهب البطيئة باستخدام تقنیة معالجة الصور
  • تقييم الخصائص الفعالة لقوة الشرارة وهندسة شمعات الإشعال وكذلك مراقبة أجزاءات الإنتاج من خط الإنتاج من حيث جودة الشرارة وتقييم متانة شمعات الإشعال بعد اختبارات المتانة
  • القدرة على بناء وتشغيل مختبر أبحاث بصري بغرفة حجم ثابت لدراسة ظواهر الاحتراق وتحليل وفحص أنواع مختلفة من البخاخات
  • القدرة على بناء منصة للمنظومات البصرية مناسبة للتصوير البصري
_

مرافق وخدمات مختبر الوقود والاحتراق

1 – غرفة احتراق أسطوانية ذات حجم ثابت

عبارة عن حجرة فولاذية اسطوانية ذات حجم ثابت مع زجاج كوارتز في كلا الطرفين يمكنها تحمل ضغوط تصل إلى 100 بار. في هذه الغرفة ، تمت دراسة حقن الوقود السائل والغازي وكذلك الوقود المخلوط مسبقًا.

2- كاميرا سريعة

تتمتع كاميرا Motion Blitz السريعة بالقدرة على التقاط الصور بدقة وحساسية عاليتين. بفضل دقتها 512 * 512 بكسل ، هذه الكاميرا قادرة على التقاط 2500 صورة في الثانية ، وبتقليل حجم الصورة فهي أيضًا قادرة على التقاط الصور بسرعة تصل الى اكثر من 100000 صورة في الثانية.

3- وحدة تحكم (GCU)

حدة التحكم هذه قادرة على تنفيذ أوامر الشرارة والرش وبدء التشغيل وتسجيل بيانات الضغط الديناميكي داخل الغرفة بمساعدة برنامج تم تطويره في شركت ايبكو.

4- غرفة شرارة ذات حجم ثابت مع القدرة على زيادة الضغط الاستاتيكي حتى 25 بار
5- نظام حقن وقود الديزل عالي الضغط بحد أقصى 2000 بار
6- نظام حقن الوقود CNG بضغط أقصاه 200 بار
7- نظام حقن البنزين بالضغط المنخفض والضغط العالي (بالإضافة إلى أنواع مختلفة من الوقود) بضغط أقصى يبلغ 200 بار
8- أنواع أجهزة الاستشعار الدقيقة لدرجة الحرارة والضغط والجهد والتيار
_

ترتيب جهاز الفحص

تقع غرفة الاحتراق في وسط الترتيب (Combustion Chamber). يحتوي على حاقنين (injector) ، قطبين فولاذيين لاطلاق الشرارة ، ملف (Coil) ، مستشعر ضغط ديناميكي (PZ) ، أربعة اجهزة تسخين عل شكل حزام كهربائي (Band Heater) ومقياس حرارة. يتم توجيه الضوء من مصدر الضوء (Halogen lamp)  إلى المرآة المقعرة الأولى (Concave Mirror) على اليمين وبعد المرور عبر غرفة الاحتراق ، يضرب المرآة الكروية الثانية على اليسار.  يدخل الضوء المنعكس من هذه المرآة إلى الكاميرا عالية السرعة بعد المرور عبر حافة السكين (Knife edge). من خلال انبوب موصل باسفل غرفة الاحتراق، يتم توفير الهواء المطلوب للغرفة ويتم طرد الغازات الناتجة عن الاحتراق من نفس المسار إلى الخارج (Vent). يوجد ثلاثة مستشعرات ضغط في هذا الاتجاه ويتم إجراء عملية ضبط الضغط باستخدام هذه المستشعرات. يقيس مستشعر الضغط الأول ضغط التفريغ الناتج عن مضخة التفريغ في الحجرة (Vacuum Pump). يتم التحكم بتشغيل البخاخات وإلكترود الإشعال وبدء التصوير وتسجيل الضغط الديناميكي باستخدام وحدة التحكم الإلكترونية (GCU). يوجد خزان البنزين وخزان الغاز الطبيعي المضغوط (CNG Tank)، الموضحين على الجانب الأيمن من التصميم ، خارج غرفة الاختبار.

_

مختبر التدفق

يعتبر التحقيق في حركة التدفق داخل منظزمات دخول وخروج الهواء في المحرك من أهم المتغيرات في تطوير محركات الاحتراق الداخلي. في المختبر ، يتم فحص التدفق بالتفصيل عن طريق حساب معدل التدفق الحجمي وحساب جريانن التيارات الدوامة والمتقلبة (Swirl and Tumble) ، وتطويرتصميم مجاري مدخل ومخرج الهواء ، وفحص الاجزاء المنتجة.

يحتوي هذا المختبر على معدات مثل جهاز قياس التدفق الحجمي وأدوات تطوير تصميم نوافذ دخول الهواء وخروج العادم وأدوات قياس الجريان المضطرب (الدوامات) وصناديق التدفق من المحركات المختلفة (Flowbox).

_

قدرات مختبر مكتب التدفق

  • القدرة على البحث في أنواع مختلفة من رأس الأسطوانة (Cylinder Head)، وتطوير قنوات مدخل ومخرج الهواء لمحركات البنزين والديزل ، وحساب شدة الجريان المضطرب و معدل الجريان الذي يمر عبر جميع ألاجزاء الخاصة بمرور الهواء وأبخرة عوادم المحركات
  • مقارنه مرجعية لرأس الاسطوانة والمتشعبات (Manifold) والمبردات (Intercooler) والمحفزات (Catalyst)
  • مراقبة أجزاء خط الإنتاج وحل مشاكل الإنتاج
  • استخدام بيانات شدة الجريان المضطرب ومعدل التدفق للتحقق من صحة المحاكاة أحادية الأبعاد وثلاثية الأبعاد
  • إنشاء صناديق التدفق المختلفة وإمكانية إجراء تغييرات مختلفة لتطوير نافذ الدخول و الخروج