وبلاگ

­ای بر پایان نامه و در بخش دوم انگیزه­ ما در مورد انتخاب این موضوع و اهمیت آن بیان خواهد شد. در ادامه و در بخش سوم مسأله­ اصلی تحقیق معرفی خواهد شد. ضرورت انجام این رساله در بخش چهارم مطرح شده و در بخش پنجم، اهداف این پایان نامه که قصد داریم با انجام تحقیقات به آن دست یابیم بیان خواهد شد. در بخش ششم نوآوری­­ای که برای حل مسأله­ این تحقیق جهت رسیدن به اهداف پایان نامه انجام شده مطرح خواهد شد و در نهایت در بخش هفتم این فصل نحوه­ فصل­بندی این پایان نامه فهرست شده است.

• اهمیت موضوع

   

همان­گونه که بیان گردید حجم زیاد مصرف بنزین و تاثیر کیفیت آن بر عملکرد موتور و آلودگی محیط بر اهمیت کنترل نمودن شاخص ­های کیفیتی آن می­افزاید. یکی از مهمترین شاخص های کیفیتی بنزین، عدد آرام سوزی بوده و شامل اطلاعاتی در برابر مقاومت بنزین در برابر خوداشتعالی می­باشد[2].این پدیده زمانی رخ می­دهد که حرارت ایجاد شده در اثر متراکم شدن سوخت و هوا در داخل سیلندر، باعث خود اشتعالی مخلوط، بدون وجود جرقه شود. خود اشتعالی سوخت باعث ضربه­های فشاری در سیلندر، افزایش مصرف سوخت، کاهش قدرت موتور، احتراق ناقص و ایجاد آلودگی بیشتر و در بدترین حالت حتی ممکن است باعث آسیب دیدن و خرابی موتور شود[1].

روش­های متنوعی برای تعیین شاخص ­های کیفی فراورده­های نفتی (از جمله بنزین) وجود دارد که روش­های آزمایشگاهی متداول­ترین آن­هاست. امروزه با پیشرفت علم رایانه، شاهد استفاده از آن در تمامی زمینه ­های علوم هستیم. یکی از خدماتی که این فن­آوری جدید به پژوهش­های مبتنی بر روش­های آزمایشگاهی داده است ارائه­ سخت­افزارها و نرم­افزارهای مناسب می­باشد. علوم مهندسی شیمی نیز از این خدمات بی­بهره نمانده و استفاده از رایانه در این زمینه­ علمی نیز منجر به کاهش هزینه و افزایش سرعت و دقت شده است. از جمله­ این نرم­افزارها که در سال­های اخیر رشدی زیاد همراه با کاربری فراوان داشته روش­های مبتنی بر هوش مصنوعی می­باشد.

• بیان مسأله

   

همان­گونه که اشاره شد عدد آرام سوزی مهمترین شاخصه­ی کیفی بنزین موتور می­باشد. عدد آرام سوزی بیشتر نمایش دهنده بنزین مرغوبتر می­باشد که نشان می­دهد بنزین در مقابل ضربه مقاوم­تر بوده و موتور راحت­تر کار می­ کند. اهمیت عدد آرام سوزی به ویژه در دهه­های اخیر و با بالاتر رفتن ضریب تراکم[2] موتور­ خودروها بیشتر شده است. [3]. عدد آرام سوزی بنزین مانند اکثر دیگر مشخصات آن از روابط غیر خطی تبعیت نمی­نمایدکه این غیر خطی بودن به درصدهای حجمی مخلوط تشکیل دهنده بنزین بستگی دارد. بنابراین جهت مدل­سازی آن بایستی از روش­های پیچیده­تری نسبت به روش­های خطی استفاده کرد. بطورکلی و در روش­های آزمایشگاهی، غالب شرکت­های تولید کننده­ بنزین موتور، عدد آرام سوزی آن­را با بهره گرفتن از دستگاه CFR[3] که یک موتور تک سیلند دارای شمارش­گر ضربه[4] می­باشد، اندازه ­گیری می­نمایند.انجام این آزمایش صرف­نظر از طول مدت زیاد آزمایش، بعلت استفاده از مواد خالص (نرمال هپتان،ایزو اکتان و تولوئن) دارای هزینه­ نسبی زیاد و همراه با ایجاد آلودگی صوتی و شیمیایی است. از طرفی به­علت هزینه­ زیاد خرید دستگاه موتور CFR غالب آزمایشگاه­های متوسط و کوچک امکان تهیه­ آن­را ندارند که در نتیجه امکان اندازه ­گیری عدد آرام سوزی بنزین را ندارند.

یکی دیگر از آزمایش­های مهم انجام یافته روی بنزین موتور، آزمایش تقطیر[5] می­باشد که شامل اطلاعات مهمی در خصوص بازه­ی جوش ترکیبات تشکیل دهنده بنزین موتور می­باشد. انجام این آزمایش بعلت سهل­الوصول بودن آن در اکثر آزمایشگاه­های نفت مرسوم می­باشد. هدف از انجام این تحقیق بررسی امکان پیش ­بینی عدد آرام سوزی بنزین موتور با بهره گرفتن از داده ­های تقطیر همان نمونه بنزین به روش شبکه­ عصبی مصنوعی می­باشد.

• ضرورت تحقیق

   

بحران­های ناشی از مصرف روزافزون انرژی در کشور ما تبدیل به یک مشکل در مدیریت کلان کشور شده است که علاوه بر آثار سوء زیست محیطی و بهداشتی باعث آسیب جبران ناپذیر به اقتصاد ملی نیز شده است. و وزارت نفت به­عنوان بزرگترین تأمین کننده­ سوخت مایع در کشور ناگزیر از وارد کردن میزان مورد نیاز افزون بر تولید داخل از خارج می­باشد[4]. آنچه قابل ذکر است علیرغم سیاست­های انقباضی دولت جهت خرج از بحران، مصرف فراورده های نفتی ازجمله بنزین روندی صعودی داشته و این به معنی رو به رشد بودن روند ایجاد آلودگی­های ناشی از مصرف این­سوخت فسیلی است. بنابراین لازم است تا علاوه بر مصرف بهینه­ بنزین، با ارتقاء استانداردهای فعلی تولید بنزین بهEuro4 [6]و  Euro5آلودگی حاصل از مصرف آن به سطوحی پایین­تر تقلیل یابد. با توجه به موارد ذکر شده ضرورت تبیین و تعیین روش­های جدیدتری برای تولید فرآورده ­های باکیفیت و تواماً نیاز به ایجاد روش­های جدید جهت آزمایش مشخصه­های کیفی آن بیش از پیش احساس می­ شود.

در این راستا تلاش شده است با داشتن داده ­های سریع­الحصول و سهل­الوصول به دست آمده از آزمایش تقطیر بنزین، عدد آرام سوزی آن­را که علاوه بر عدم امکان خرید دستگاه موتورCFR برای اکثر آزمایشگاه­ها، آزمایشی طولانی مدت، پرهزینه و آلاینده می­باشد را با دقتی قابل قبول پیش بینی کرده و به­دست آوریم.