Θεωρητική Και Πειραματική Διερεύνηση Των Εκπομπών Αναθυμιάσεων Υδρογονανθράκων Από Σύγχρονα Βενζινοκίνητα Οχήματα

Abstract

Ένα φυσικό μοντέλο το οποίο προσομοιώνει τις διαδικασίες προσρόφησης και εκρόφησης στον ενεργό άνθρακα κανίστρου αναπτύχθηκε από πειραματικά δεδομένα που προέκυψαν από επαναλαμβανόμενες μετρήσεις σε ένα κάνιστρο. Το μοντέλο αυτό είναι σε θέση να προβλέπει τη συμπεριφορά του κανίστρου κάτω από διαφορετικές συνθήκες φόρτισης και εκφόρτισης και με τον τρόπο αυτό να προβλέπει κάτω από ποιές συνθήκες εμφανίζονται εκπομπές λόγω κορεσμού. Το φυσικό μοντέλο επιτυγχάνει τη θεωρητική προσομοίωση της προσρόφησης και εκρόφησης του βουτανίου σε ενεργό άνθρακα με πολύ καλή ακρίβεια. Στη συνέχεια αναπτύχθηκε ένα εμπειρικό μοντέλο το οποίο χρησιμοποιεί απλούστερες σχέσεις για την περιγραφή της προσρόφησης και εκρόφησης. Με βάση το εμπειρικό μοντέλο έγινε προσομοίωση μιας πλήρους διαδικασίας μέτρησης εκπομπών αναθυμιάσεων οχήματος η οποία επιτρέπει τον υπολογισμό των εκπομπών αναθυμιάσεων από οχήματα εφοδιασμένα με κάνιστρο ενεργού άνθρακα. Η ικανοποιητική συμφωνία μεταξύ μετρημένων και μοντελοποιημένων εκπομπών αποδεικνύει ότι το εμπειρικό μοντέλο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση των εκπομπών αναθυμιάσεων από σύγχρονα βενζινοκίνητα οχήματα. Για τη βαθμονόμηση του μοντέλου πραγματοποιήθηκαν εκτεταμένες μετρήσεις σε ένα όχημα και για την τελική επαλήθευση μικρότερος αριθμός στοχευμένων μετρήσεων σε άλλα οχήματα. Οι μετρήσεις αυτές κάλυψαν ένα μεγάλο εύρος των παραμέτρων που επιδρούν στις εκπομπές αναθυμιάσεων όπως η πτητικότητα του καυσίμου, η εξωτερική θερμοκρασία, το μέγεθος του κανίστρου και της δεξαμενής καυσίμου, τα υλικά του συστήματος καυσίμου. Η πηγή των εκπομπών αναθυμιάσεων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την κατάσταση του κανίστρου ενεργού άνθρακα. Ένα καλά καθαρισμένο κάνιστρο, π.χ. μετά από περίοδο εκτεταμένης οδήγησης στο δρόμο, συνεπάγεται αποτελεσματική προσρόφηση των αναθυμιάσεων που δημιουργούνται στη δεξαμενή καυσίμου. Οι εκπομπές αναθυμιάσεων σε αυτήν την περίπτωση οφείλονται στον διαποτισμό ή/και διαρροή καυσίμου παρά σε εκπομπές λόγω του κανίστρου. Όταν το κάνιστρο τείνει στον κορεσμό, οι εκπομπές του κυριαρχούν στις συνολικές εκπομπές αναθυμιάσεων. Το εμπειρικό μοντέλο εφαρμόζεται για την ανάπτυξη κατάλληλης μεθοδολογίας για τον υπολογισμό εκπομπών από στόλο οχημάτων. Η ανάπτυξη συντελεστών εκπομπής για διάφορες κατηγορίες οχημάτων και ο συνυπολογισμός ενός μεγάλου αριθμού στοιχείων δραστηριότητας του στόλου επιτρέπει την απογραφή εκπομπών σε οποιαδήποτε χωρική και χρονική ανάλυση.