A multiscale modeling approach to understand mechanism of deposit control by lubricant detergents and dispersants
Motor yağlarında tortu oluşumunun deterjanlar ve dağıtıcılar kullanılarak kontrol edilmesi mekanizmasının çok ölçekli modellenmesi
- Tez No: 754979
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ EROL YILDIRIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Deterjanlar, Modelleme, Moleküler dinamik benzetimi, Motor yağları, Detergents, Modelling, Molecular dynamic simulation, Engine oils
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yüksek performanslı hesaplama gücündeki son gelişmelerle birlikte, motor yağlarında kullanılan yeni nesil katkı maddelerinin tasarlanması ve geliştirilmesi için moleküler modelleme hesaplamaları, deneysel sonuçları destekleyebilecek ve yönlendirebilecek bir düzeye ulaşmıştır. Motor yağında ve motor pistonlarında çözünmeyen nanoparçacık kümelenmelerini kontrol etmek, motor yağı katkı maddeleri için en önemli performans parametresidir. Tortu biriktirme mekanizması genel olarak nano boyutlu çözünmeyen yapıların kendi kendine kümelenmesi durumudur. Deterjanlar ve dağıtıcılar, Lubrizol Firması tarafından kullanılan motor yağı formülasyonlarında tortulaşmayı önleyen başlıca katkı maddeleridir. Baz yağ içerisinde, tortu oluşumunu kontrol etmek için çözünmeyen nanoparçacıkları dağıtmak ve stabilize etmek için önemli bir rol oynarlar. Bu tez çalışmasında, çok ölçekli modelleme yöntemleri kullanılmıştır. Deterjanlar ve dağıtıcılar aracılığıyla tortu kontrolünün moleküler mekanizmasını aydınlatmak için yoğunluk fonksiyoneli teorisi, çok sayıda moleküler konfigürasyonun istatistiksel olarak örneklenmesiyle oluşturulan hücrelerin moleküler dinamik simülasyonları ve kaba taneli simülasyonlar kullanmıştır. Bu çalışmanın amacı, dağıtıcılarda bulunan bis-süksinimid amin merkezi ve poliizobütilen kuyruk gruplarının yanı sıra, deterjanlarda bulunan sülfonat kafa grubu ve alkil kuyruklarının rolünü anlamaktır. Tortu kontrol mekanizmasının, bileşenler arasındaki hidrojen bağı ve hidrofobik-hidrofilik kuvvetler gibi etkileşimlerle açıklanabileceği gösterilmiştir. Nanoparçacıklar arasına giren dağıtıcı ve deterjanların polar gruplarının parçacık kümelenmesini azalttığı, ayrıca hidrofobik kuyruklarının yağ fazı içine uzanarak, daha hidrofilik bir yüzeye sahip nanoparçacıklara karşı itici bir tabaka oluşturup kümelenmeyi daha da azalttığı gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
With the recent developments in high performance computing power, molecular modeling calculations to design and improve new generation additives for engine oils have reached a level that can support and guide experimental results. Control of insoluble nanoparticle aggregations in oil and on the engine pistons is the most important key performance parameter for lubricant oil additives. General consensus about the mechanism of deposit build-up is the self-aggregation of nanosized insoluble structures. Detergents and dispersants are the major additives to prevent aggregation in lubricant formulations provided by Lubrizol Corporation. Together with the base oil, they play a significant role to disperse and stabilize insoluble particles to control deposit formation. In this study, multiscale modeling methods were used to elucidate molecular mechanism of deposit control via detergents and dispersants by using density functional theory, molecular dynamics simulations of cells constructed by statistical sampling of large number of molecular configurations and coarse-grained simulations. The aim of this study is to understand the role of different groups such as bis-succinimide amine center and two polyisobutylene tails in dispersants as well as anionic sulfonate head group and alkyl tails in detergents. It was demonstrated that the mechanism of deposit control can be explained by the interactions between constituents such as hydrogen bonding and hydrophobic-hydrophilic forces. We showed that nanoparticle aggregation is mitigated by intercalation of dispersant and detergent polar groups between the insoluble nanoparticles followed by the extension of hydrophobic tails into the oil phase that decreases coalesce further by forming a repulsive layer against the other nanoparticles.
Benzer Tezler
- Modeling the solvent effect, kinetics,morphology and catalysis in polymerization reactions
Polimerizasyon tepkimelerinde çözücü etkisi, kinetik, morfoloji ve katalizin modellenmesi
TUĞBA ÖZALTIN
- Gayrimenkul yatırım projelerinin kârlılığını etkileyen faktörlerin belirlenmesi ve bulanık mantık yaklaşımı ile modellenmesi
Determination of factors affecting the profitability of real estate investment projects and modelling with fuzzy logic approach
MUSTAFA BARIŞ FAZİLET
Doktora
Türkçe
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DENİZ ARTAN
- Korteks davranışının vuru üreten hücre modeli ile incelenmesi
Analysis of cortex behavior by a spiking neuron model
YUSUF KUYUMCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. NESLİHAN SERAP ŞENGÖR
- Yalın, çevik, yeşil, dayanıklı ve sürdürülebilir tedarik zinciri perspektiflerinden bütünleşik bir tedarikçi performansı değerlendirme yaklaşımı
An integrated supplier performance evaluation approach from lean, agile, green, resilient and sustainable supply chain perspectives
GÖZDE ÇİNKAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞEYDA SERDAR ASAN
- Akışkan yatak kurutma sisteminde hesaplamalı akış dinamiği analizleri
Computational fluid dynamics analysis for a fluidized bed dryer system
ALPER DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SENEM ŞENTÜRK LÜLE
