Polttotutkimus keskittyy siihen, miten polttoaineet palavat ja millaisia päästöjä syntyy. Tämä tieto auttaa kehittämään tehokkaampia moottoreita, puhtaampia energiantuotantoprosesseja ja vähäpäästöisempiä teknologioita. Tutkijat analysoivat palamisessa syntyviä kaasuja, jotta voidaan parantaa hyötysuhdetta, vähentää päästöjä, validoida malleja ja kehittää uusia ratkaisuja. Koska palaminen tuottaa monimutkaisia kaasuseoksia, tarvitaan mittausteknologiaa, joka tarjoaa riittävän kattavaa ja tarkkaa tietoa prosessin ymmärtämiseen. Gasmetin FTIR-ratkaisut mahdollistavat tämän.

Tyypilliset käyttökohteet polttotutkimuksessa

Moottorit, turbiinit ja laivat

Palamisen tehokkuutta ja päästöjen muodostumista tutkitaan eri moottorityypeissä, kuten henkilö- ja raskaan kaluston moottoreissa, kaasuturbiineissa sekä laivamoottoreissa.

FTIR-teknologia mahdollistaa samanaikaisen mittauksen mm. hiilivedyistä, CO:sta, NOx-yhdisteistä, kasvihuonekaasuista ja pienistä epäpuhtauksista eri käyttöolosuhteissa.

Laboratorioreaktorit ja pilot-laitteisto

Reaktioiden kulkua voidaan seurata laboratorio- ja pilottimittakaavan laitteissa. FTIR tukee kemiallisten mallien ja reaktiomekanismien validointia sekä ainevirtojen tarkkaa analysointia myös kuumissa ja kosteissa olosuhteissa.

Polttoaineiden ja lisäaineiden kehitys

FTIR:n laaja mittauskyky mahdollistaa perinteisten ja uusien polttoaineiden vertailun. Tämä sisältää esimerkiksi biopolttoaineet, vedyn seokset ja metanolin sekä niiden palamisessa syntyvät sivutuotteet.

Katalyytit ja prosessien optimointi

Katalyyttien toimintaa voidaan analysoida tarkasti FTIR:llä, mukaan lukien muuntotehokkuus ja sivutuotteiden muodostuminen. Lisäksi dataa voidaan hyödyntää prosessien optimointiin energiatehokkuuden parantamiseksi.

Hallitsematon palaminen ja palotutkimus

Polttotutkimus kattaa myös tilanteet, joissa palaminen ei ole hallittua, kuten tulipalot ja akkujen lämpökarkaaminen. FTIR:llä voidaan mitata syntyviä myrkyllisiä ja reaktiivisia kaasuja, mikä tukee turvallisuusanalyysiä ja riskienhallintaa.

Tutkitusti käytetty tieteellisessä tutkimuksessa
Gasmetin FTIR-ratkaisuihin luotetaan polttotutkimuksessa ja päästöjen mittauksessa ympäri maailmaa.
Tutustu tutkimusartikkeleihin ja -julkaisuihin, joissa Gasmetin analysaattoreita on hyödynnetty todellisissa mittaussovelluksissa.

Miksi käyttää FTIR-teknologiaa polttotukimukseen?

Palaminen tuottaa useita eri kaasuja, kuten CO₂, CO, NOx, metanoli, palamattomat hiilivedyt ja VOC-yhdisteet.
Perinteiset yhden kaasun mittalaitteet eivät pysty kuvaamaan tätä kokonaisuutta riittävän tarkasti. Tämä johtaa usein:

  • useiden laitteiden käyttöön (kalliita ja tilaa vieviä)
  • näytevirtauksen jakamiseen (lisää epävarmuutta)
  • tärkeiden yhdisteiden jäämiseen mittaamatta
  • ristiriitaisten tulosten selvittelyyn

Kun useita analysaattoreita käytetään erikseen, eri kaasujen välisten vuorovaikutusten tarkastelu vaikeutuu.

FTIR:n edut polttotutkimuksessa:

  • yksi näyte, yksi analysaattori, useita kaasuja samanaikaisesti
  • nopeat vasteajat (alle 60 sekuntia)
  • mahdollisuus havaita myös odottamattomat yhdisteet
  • kvantitatiivinen data, joka soveltuu tieteellisiin julkaisuihin

FTIR:ää käytetään laajasti tutkimusympäristöissä. Esimerkiksi Intertekin testilaboratorio hyödyntää Gasmetin FTIR-teknologiaa moottoripäästöjen analysointiin useissa testisoluissa.

Mitattavat kaasut

Gasmetin FTIR-järjestelmillä voidaan mitata yli 500 kaasua ja tunnistaa yli 5000 yhdistettä, kuten:

  • Palamisen pääkaasut: CO₂, CO, H₂O
  • Typpioksidit: NO, NO₂, N₂O
  • Hiilivedyt ja VOC-yhdisteet: CH₄, C₂H₆, formaldehydi
  • Haitalliset ja pienet pitoisuudet: HCN, NH₃, SO₂, HF

Mitattavat kaasut riippuvat laitteen kokoonpanosta, kalibroinnista ja tutkimusasetelmasta. Laajasta spektrikirjastosta voi tarkistaa kiinnostavat yhdisteet.

Combustion researcher using GT6000 Mobilis

Miten FTIR toimii?

FTIR-analysaattori mittaa näytekaasun infrapunaspektrin. Jokaisella molekyylillä on oma ainutlaatuinen spektrinen ”sormenjälkensä”, jonka avulla kaasuseoksen komponentit voidaan tunnistaa ja mitata samanaikaisesti.

Calcmet-ohjelmisto käsittelee mittausdatan ja tuottaa selkeät tulokset, kuten pitoisuustrendit ja aikasarjat, joita voidaan hyödyntää suoraan tutkimuksessa.

Lisätietoa mittausperiaatteista löytyy englanninkielisestä FTIR-oppaastamme.

Gasmetin ratkaisut polttotutkimukseen

GT6000 Mobilis – kannettava FTIR-analysaattori
Monipuolinen järjestelmä, joka soveltuu sekä laboratorioon että kenttämittauksiin. Sama laite voidaan ottaa mukaan testikohteisiin tai käyttää liikkuvissa mittausympäristöissä.
Erityissovelluksiin, kuten korkeita pitoisuuksia sisältäviin prosesseihin, on saatavilla lisävarusteita esimerkiksi H₂O-herkkien kaasujen mittaamiseen.

Jatkuvatoiminen päästömittausjärjestelmä (CEMS)
CX4000-analysaattoriin perustuva kiinteä järjestelmä pitkäaikaisiin mittauksiin.
Soveltuu erityisesti pilottilaitoksiin, testisoluihin ja tutkimuksiin, joissa vaaditaan jatkuvaa 24/7-seurantaa.


Näin pääset alkuun FTIR:n hyödyntämisessä polttotutkimuksiin

Jokainen tutkimusprojekti on erilainen. Polttoainetyyppi, lämpötila, mitattavat yhdisteet ja tutkimuksen tavoitteet vaikuttavat optimaaliseen ratkaisuun. Gasmetin asiantuntijat auttavat valitsemaan oikean analysaattorin, kalibroinnin ja näytteenoton juuri sinun tarpeisiisi.

Haluatko ymmärtää tarkemmin, mitä palamisprosessissasi todella tapahtuu?
Ota yhteyttä tekniseen tiimiimme ja löydetään sopiva FTIR-ratkaisu.