Modernin dieselmoottorin mustan hiilen päästöt : Tutkimuksessa mustan hiilen mittauslaitteiden vertailu
Partanen, Leevi (2023)
2023
Tekniikan ja luonnontieteiden kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Engineering and Natural Sciences
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2023-05-19
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202305035169
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202305035169
Tiivistelmä
Tässä kandidaatintyössä tarkastellaan dieselmoottorin mustan hiilen päästöjä ja niiden vaikutuksia ilmastoon ja ihmisten terveyteen. Mustaa hiiltä syntyy epätäydellisessä palamisessa, joten sitä syntyy monenlaisissa tilanteissa. Tässä työssä keskitytään vain dieselmoottorin mustan hiilen päästöihin.
Mustalla hiilellä on moninaisia vaikutuksia ilmastoon, sekä ihmisten terveyteen. Näitä käydään läpi alun teoriaosiossa. Mustan hiilen vaikutusten jälkeen siirrytään tarkastelemaan nelitahtimoottorin toimintaa, jotta saadaan ymmärrystä mustan hiilen syntymisestä moottorissa. Tämän jälkeen siirrytään tapoihin vähentää dieselmoottorin mustan hiilen päästöjä, joista erityisesti käydään läpi hiukkassuodatin (DPF), koska sen vaikutus dieselmoottorin mustan hiilen päästöjen vähentämiseen on erityisen tärkeä.
Tampereen yliopiston aerosolifysiikan laboratoriolla on käytössä moderni työkoneen dieselmoottori. Pääsimme tekemään tällä moottorilla mustan hiilen päästömittauksia. Moottoria oli vastustamassa sähkömoottori, jonka jännite nousi välillä liian korkeaksi, jolloin jouduimme pitämään mittauksissa taukoja. Tästä ongelmasta huolimatta saimme onnistuneita mittaustuloksia, koska tutkimuskohteena oli kahden mittauslaitteen vertailu.
Tutkimuksessa otettiin näytettä jälkikäsittelyn jälkeen, jolloin mitattavat mustan hiilen pitoisuudet olivat pieniä. Vertailtaessa AVL Micro Soot Sensor 2:ta ja etalometriä (Magee Scientific Aethlometer AE33) pienillä mustan hiilen pitoisuuksilla Micro Soot Sensor 2 oli huomattavasti parempi. Micro Soot Sensor 2:en havaintoraja oli yli puolet pienempi kuin vertailtavan etalometrin. Tämä näkyi selvästi kuvaajissa, koska etalometri ei pystynyt mittaamaan pieniä pitoisuuksia osassa kohtaa ollenkaan. Voidaan myös tutkimuksesta todeta, että modernin dieselmoottorin mustan hiilen päästöt ovat pieniä.
Mustalla hiilellä on moninaisia vaikutuksia ilmastoon, sekä ihmisten terveyteen. Näitä käydään läpi alun teoriaosiossa. Mustan hiilen vaikutusten jälkeen siirrytään tarkastelemaan nelitahtimoottorin toimintaa, jotta saadaan ymmärrystä mustan hiilen syntymisestä moottorissa. Tämän jälkeen siirrytään tapoihin vähentää dieselmoottorin mustan hiilen päästöjä, joista erityisesti käydään läpi hiukkassuodatin (DPF), koska sen vaikutus dieselmoottorin mustan hiilen päästöjen vähentämiseen on erityisen tärkeä.
Tampereen yliopiston aerosolifysiikan laboratoriolla on käytössä moderni työkoneen dieselmoottori. Pääsimme tekemään tällä moottorilla mustan hiilen päästömittauksia. Moottoria oli vastustamassa sähkömoottori, jonka jännite nousi välillä liian korkeaksi, jolloin jouduimme pitämään mittauksissa taukoja. Tästä ongelmasta huolimatta saimme onnistuneita mittaustuloksia, koska tutkimuskohteena oli kahden mittauslaitteen vertailu.
Tutkimuksessa otettiin näytettä jälkikäsittelyn jälkeen, jolloin mitattavat mustan hiilen pitoisuudet olivat pieniä. Vertailtaessa AVL Micro Soot Sensor 2:ta ja etalometriä (Magee Scientific Aethlometer AE33) pienillä mustan hiilen pitoisuuksilla Micro Soot Sensor 2 oli huomattavasti parempi. Micro Soot Sensor 2:en havaintoraja oli yli puolet pienempi kuin vertailtavan etalometrin. Tämä näkyi selvästi kuvaajissa, koska etalometri ei pystynyt mittaamaan pieniä pitoisuuksia osassa kohtaa ollenkaan. Voidaan myös tutkimuksesta todeta, että modernin dieselmoottorin mustan hiilen päästöt ovat pieniä.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [10984]