Digitoday

Valikko

Diesel-moottoreiden päästöjä kuriin CSC:n supertietokoneilla

Julkaistu: , Päivitetty:

Polttoaineen pisarakokoa säätelemällä olisi mahdollista saavuttaa tasalaatuisempi polttoainehöyryn ja ilman seos ja näin ollen päästöttömämpi palaminen, ilmenee suomalaisesta tutkimuksesta.


Suomalaisen tutkijan Ville Vuorisen tutkimustyössä polttoainesuihkuja on simuloitu tieteen tietotekniikan keskuksen CSC:n supertietokoneilla.

Simuloinneilla on pystytty ennustamaan dieselpolttoaineen suihkun pisarakokojakauman vaikutus suihkun turbulenssiin. Tietoja käytetään polttoaineen ja ilman sekoittumisen ennustamiseen ja siten myös diesel-moottoreiden päästöjen minimointiin. Simuloinneissa on pystytty selittämään kokeellisissa suihkumittauksissa havaitut seikat: keskikokoisilla pisaroilla on taipumus klusteroitua tiettyihin kohtiin turbulenttia virtausta, kun taas pienet pisarat leviävät tasaisempana sumuna.

Turbulenssi on yksi tavanomaisimmista luonnonilmiöistä ja edellytys nesteiden ja kaasujen sekoittumiselle. Ilmiö on niin arkinen, että siihen ei oikeastaan kiinnitetä juurikaan huomiota jokapäiväisessä elämässä.

Tutkija kertoo, että asiat vain tapahtuvat omalla luonnollisella tavallaan: maito sekoittuu kahviin 'itsestään' tai tuuli heiluttelee puun lehtiä kuten aina ennenkin. Turbulenssi ei kuitenkaan ole täysin satunnainen ilmiö vaan se sisältää myös koherentteja, deterministisiä piirteitä, joihin voidaan vaikuttaa ja joista voidaan yrittää hyötyä. Turbulenssin tutkimuksessa laskennalliset keinot ovat avainasemassa: virtauksia kuvaavat Navier-Stokes-yhtälöt voidaan nimittäin ratkaista numeerisin keinoin ja näin saavuttaa tärkeää tietoa ilmiöstä itsestään.

Energiateknologia
ja päästöjenhallinta


Vuorisen mukaan kysymys turbulenssin hallinnasta liittyy olennaisesti energiateknologiaan ja päästöjenhallintaan.

Dieselmoottoreissa mielenkiinnon kohde on erityisesti polttoainepisarasuihkut, missä polttoaine pisaroidaan painesuuttimen avulla aivan kuten monissa kodinpiirin aerosolisovelluksissakin.

Erityisesti aihepiiri liittyy uusimpiin palamiskonsepteihin, kuten niin kutsuttuun HCCI-palamiseen (Homogeneous Charge Compression Ignition) missä ideana on ruiskuttaa polttoaine sylinteriin lämpötilojen ollessa alhaiset – mieluiten kiehumispisteen alapuolella. Tällöin suihkun sisältämät miljardit polttoainepisarat eivät höyrysty välittömästi ja näin ollen pisarat pääsevät leviämään muodostaen pisarasumun.

Koska pisarat luovuttavat liikemääränsä ympäröivälle kaasulle ja tuottavat merkittävän osan suihkun turbulenssista, olisi Vuorisen mukaan erityisen tärkeää ymmärtää miten pisarakoko vaikuttaa havaittuun dynamiikkaan. Pisarakokoa säätelemällä, esimerkiksi ruiskutuspaineen avulla, voisi nimittäin olla mahdollista saavuttaa yhä homogeenisempi polttoainehöyryn ja ilman seos ja näin ollen päästöttömämpi palaminen.

Kommentit

    Näytä lisää

    Näitä luetaan!
    1. 1

      Tunteikas kuva presidentti Koiviston hautajaisista: Assi Koivisto näytti hellän puolensa

    2. 2

      Miksi hautajaisvierailla oli hansikkaat kädessä?

    3. 3

      IS SEURAA: Presidentti Koiviston hautajaiset päättyivät Hietaniemessä – muistotilaisuus Säätytalossa

    4. 4

      SUORA LÄHETYS: Mauno Koiviston hautajaislähetys jatkuu, muistotilaisuus alkamassa

    5. 5

      Tellervo Koivisto laski miehensä arkun päälle hautaan yhden tulipunaisen ruusun

    6. 6

      Presidentti Koiviston siunannut emerituspiispa Eero Huovinen itki vuolaasti

    7. 7

      Kiky-sopimus pakotti monet töihin helatorstaina – ”Ei tällä kilpailukykyä petrata”

    8. 8

      Ratapölkyn haju paljasti omakotitalosta ikävän yllätyksen –myyjä joutuu palauttamaan 202000 euroa

    9. 9

      Viimeinen katse rakkaan arkulle – Rouva Tellervo Koivisto hyvästeli miehensä surusaatolle

    10. 10

      Katso video: Tellervo Koivisto jätti koskettavat hyvästit puolisolleen

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Ratapölkyn haju paljasti omakotitalosta ikävän yllätyksen –myyjä joutuu palauttamaan 202000 euroa

    2. 2

      Jussi Halla-aholla on 1,5-vuotias avioton lapsi: ”Pitää paikkansa”

    3. 3

      Näin perunat keitetään oikein – yksi virhe saa ruoka-ammattilaiselta täystyrmäyksen

    4. 4

      Huutokauppakeisari vinkkaa: 3 yllättävää esinettä, jotka ovat todellisia rahasampoja

    5. 5

      Ali pelasti naisen hengen Turussa – piteli puukottajaa toisella kädellä, soitti toisella hätänumeroon

    6. 6

      SUORA LÄHETYS: Mauno Koiviston hautajaislähetys jatkuu, muistotilaisuus alkamassa

    7. 7

      Ariana Grandelta koskettava ele: Haluaa maksaa Manchesterin iskun uhrien hautajaiset

    8. 8

      IS SEURAA: Presidentti Koiviston hautajaiset päättyivät Hietaniemessä – muistotilaisuus Säätytalossa

    9. 9

      Samu Haber tuhlasi viimeiset rahansa ökyautoon: ”Pitää näyttää, että menestyn”

    10. 10

      Conan O’Brien paljastaa kauheimman vieraansa keskusteluohjelmassa: ”Hän on teeskentelijä”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      IS seuraa hetki hetkeltä: Ainakin 22 kuoli Manchesterin iskussa – epäilty tallentui valvontakameraan

    2. 2

      Vain harva tajusi: prinsessa Dianan käsilaukulla oli salainen tarkoitus – hämäsi valokuvaajia ovelalla kikalla

    3. 3

      Sami Hedbergin fanit raivostuivat jäähallikeikan jälkeen – ”P**ka maku jäi tästä”

    4. 4

      Elastisen 220 neliön merenrantatalosta repesi oikeusriita – kovia syytöksiä Lauri Ylösen firmalta

    5. 5

      Kaksi ruoka-ainetta karsimalla suoliston kunto voi parantua jo muutamassa viikossa

    6. 6

      Kätilöt paljastavat hulluimmat synnytyksensä: ”Äiti yritti saada orgasmin joka supistuksella”

    7. 7

      Varo nopeasti leviävää Facebook-virusta! Tarkista tilisi, saatat jakaa huijauslinkkejä tietämättäsi

    8. 8

      Yksinäinen 12-vuotias tyttö etsi ystävää Facebookista – ensitapaamisesta tuli kauhukokemus

    9. 9

      Kulmat minttiin ja verkkarit pyllyyn – aikuinen nainen testasi teinityttöjen suosikkityylin

    10. 10

      Tämä on suurin virhe, jonka voi tehdä lentokentän turvatarkastuksessa: ”Siihen ei kannata ryhtyä, edes leikillä”

    11. Näytä lisää
    Näitä luetaan!
    1. 1

      Tunteikas kuva presidentti Koiviston hautajaisista: Assi Koivisto näytti hellän puolensa

    2. 2

      Miksi hautajaisvierailla oli hansikkaat kädessä?

    3. 3

      IS SEURAA: Presidentti Koiviston hautajaiset päättyivät Hietaniemessä – muistotilaisuus Säätytalossa

    4. 4

      SUORA LÄHETYS: Mauno Koiviston hautajaislähetys jatkuu, muistotilaisuus alkamassa

    5. 5

      Tellervo Koivisto laski miehensä arkun päälle hautaan yhden tulipunaisen ruusun

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Ratapölkyn haju paljasti omakotitalosta ikävän yllätyksen –myyjä joutuu palauttamaan 202000 euroa

    2. 2

      Jussi Halla-aholla on 1,5-vuotias avioton lapsi: ”Pitää paikkansa”

    3. 3

      Näin perunat keitetään oikein – yksi virhe saa ruoka-ammattilaiselta täystyrmäyksen

    4. 4

      Huutokauppakeisari vinkkaa: 3 yllättävää esinettä, jotka ovat todellisia rahasampoja

    5. 5

      Ali pelasti naisen hengen Turussa – piteli puukottajaa toisella kädellä, soitti toisella hätänumeroon

    6. Näytä lisää
    1. 1

      IS seuraa hetki hetkeltä: Ainakin 22 kuoli Manchesterin iskussa – epäilty tallentui valvontakameraan

    2. 2

      Vain harva tajusi: prinsessa Dianan käsilaukulla oli salainen tarkoitus – hämäsi valokuvaajia ovelalla kikalla

    3. 3

      Sami Hedbergin fanit raivostuivat jäähallikeikan jälkeen – ”P**ka maku jäi tästä”

    4. 4

      Elastisen 220 neliön merenrantatalosta repesi oikeusriita – kovia syytöksiä Lauri Ylösen firmalta

    5. 5

      Kaksi ruoka-ainetta karsimalla suoliston kunto voi parantua jo muutamassa viikossa

    6. Näytä lisää