رسالة مقدمة إلى
كلية الهندسة في
جامعة بابل كجزء من متطلبات نيل درجة ماجستير في الهندسة الميكانيكية (اختصاص / قدرة) أعُدت من قبل الباحث
حيدر عبد المحسن هاشم العامري تحت إشراف
أ. د هارون عبد الكاظم شهد وقد تناولت الرسالة وقود محركات الاشتعال بالقدح حيث له أهمية كبيرة في مجال ابحاث الطاقة . واحدة من الميزات الاساسية التي تحدد نوعية الوقود هو العدد الاوكتاني . لذلك فإن جهودا كبيرة وكثيرة قد بذلت في هذا القطاع الحيوي من الحياة العصرية لتحسين العدد الاوكتاني للوقود .
تعد الاضافات الكيميائية مثل (TEL MMT , Oxygenates , alcohols , , synthetic zeolites , Naphthalene .... الخ) من أشهر التقنيات المستخدمة لتحسين العدد الاوكتاني للوقود , لكن مؤخراً ظهرت محاولات لإيجاد تقنيات اخرى لإنجاز هذا الغرض , واحدة منها هي تقنية إستخدام الاشعة فوق البنفسجية لتكسير اواصر (كاربون – كاربون) في المركبات الهيدروكاربونية للوقود وإعادة تشكيل ذراتها بتراكيب تعطي مركبات اخرى للحصول على وقود عالي الاوكتان (وقود مقاوم لظاهرة الدق) .
في المصافي العراقية يوجد هنالك كميات فائضة من مادة النفثا ذات العدد الاوكتاني الواطيء نسبياً (مادة أولية لوقود الكازولين تمثل احدى نواتج تقطير النفط الخام) , من الممكن رفع العدد الاوكتاني لهذه المادة بإستخدام تقنية الاشعة فوق البنفسجية المذكورة اعلاه .في هذا البحث استخدمت تقنية الاشعة فوق البنفسجية مع النفثا والكازولين حيث تم تجهيز المادتين من المصافي العراقية ومحطات تعبئة الوقود .تم تحضير العينات ومعاملتها بالاشعة باستخدام منظومتين (تم تصميمها وتصنيعهما محلياً) منظومة خلية زجاجية تعمل تحت الضغط الجوي الاعتيادي والاخرى منظومة مفاعل الاشعة تعمل تحت ضغط تشغيل المفاعل (ضغط مرتفع نسبياً فوق الضغط الجوي) .
بالنسبة للكازولين عند تعرضه للاشعة أعطى نتائج انخفاض كبير في العدد الاوكتاني فتم استبعاده من باقي الاختبارات , أما النفثا فقد تم تعريضها للاشعة في ظروف مختلفة ضمن عدة مراحل (تعرض للاشعة فقط , تعرض للاشعة بوجود التبريد , تعرض للاشعة بوجود التبريد والعامل المحفز , تعرض للاشعة بوجود التبريد والعامل المحفز والمؤكسد O2 , تعرض للاشعة بوجود العامل المحفز والمؤكسد) . أظهرت النتائج ثلاثة سلوكيات لتغيٌر العدد الاوكتاني تحت الظروف المذكورة اعلاه (نقصان , عدم تغيٌر , زيادة) . التغير المهم هو الزيادة في العدد الاوكتاني الذي تم إنجازه في منظومة الخلية الزجاجية تحت ظروف تعرض للاشعة لمدة تتراوح بين (2 – 5 ساعات) بوجود العامل المحفز (أوكسيد الزنك) والمؤكسد (الاوكسجين) . أعلى زيادة في العدد الاوكتاني بلغت (5.6) وحدات خلال فترة تعرض (4 ساعات) بإستخدام معدل تدفق للأوكسجين مقداره (2.1 ml/min) .جهاز المطياف Gas chromatography Mass Spectrometry (GCMS) تم استخدامه لتحليل عدة نماذج قبل وبعد التعرض للاشعة لرصد التغير الحاصل في نسب المركبات المؤثرة بشكل رئيسي على العدد الاوكتاني وهي :-
(Isooctane , Benzene , Toluene , P-xylene , O-xylene and M-xylene)
بحيث لوحظ بعد التحليل حدوث زيادة في نسبها في بعض النماذج ونقصان في نماذج اخرى . أخيراً تم استخدام جهاز التحليل الطيفي Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) لتحليل عدة نماذج قبل وبعد التعرض للاشعة لمعرفة الأواصر الكيميائية المتكونة والملغية بفعل تأثير الاشعة وباقي ظروف الاختبار .
اعلام كلية الهندسة