بررسی پارامترهای آلایندگی موتور دیزل با استفاده از ترکیبات سوختهای دیزل-بیودیزل
Keywords:
بیودیزل, موتورهای احتراقی, آلایندگی, احتراقAbstract
پژوهش حاضر با هدف بررسی و مقایسه پارامترهای آلایندگی و ویژگیهای احتراقی موتور دیزل، با استفاده از دو نوع سوخت دیزل و بیودیزل، انجام شده است. فرآیند شبیهسازی به کار گرفتهشده در این تحقیق، بر پایه مدلها و توابع استاندارد طراحی شده و بدون اعمال تغییرات دلخواه یا دستکاری در نتایج، انجام پذیرفته است؛ به همین دلیل از دقت و اعتبار بالایی برخوردار بوده و نتایج حاصل با دادههای تجربی بهدستآمده از آزمایشهای عملی نیز مورد مقایسه قرار گرفته است. سوخت بیودیزل استفادهشده نیز از گزینههای پیشفرض نرمافزار انتخاب شده و استانداردهای لازم برای مصرف در فرآیند احتراق را دارا بوده است. مقایسهی نتایج آزمایشگاهی مربوط به احتراق سوخت دیزل با خروجیهای حاصل از شبیهسازی بیودیزل، تطابق قابل قبولی را از نظر پارامترهای آلایندگی و رفتار احتراقی نشان داده است. بر اساس تحلیلهای انجامشده، مشخص شد که میزان فشار داخلی سیلندر، دمای میانگین احتراق و همچنین غلظت آلایندههایی نظیر مونوکسید کربن (CO)، اکسیدهای نیتروژن (NOx) و دوده (PM) در هنگام احتراق سوخت دیزل بیشتر از حالت استفاده از بیودیزل است. در مقابل، میزان تولید دیاکسید کربن (CO₂) در فرآیند احتراق سوخت بیودیزل نسبت به دیزل افزایش داشته است.
Downloads
References
1. Rajak, U., Nashine, P., Verma, T. N., & Pugazhendhi, A. (2019). Alternating the environmental benefits of Aegle-diesel blends used in compression ignition. Fuel, 256, 115835.
2. Lu, X., Zhou, X., Ji, L., Yang, Z., Han, D., Huang, C., & Huang, Z. (2013). Experimental studies on the dual-fuel sequential combustion and emission simulation. Energy, 51, 358-373.
3. Li, J., Yang, W. M., An, H., Zhou, D. Z., Yu, W. B., Wang, J. X., & Li, L. (2015). Numerical investigation on the effect of reactivity gradient in an RCCI engine fueled with gasoline and diesel. Energy Conversion and Management, 92, 342-352.
4. Taghavifar, H., Taghavifar, H., Mardani, A., & Mohebbi, A. (2014). Exhaust emissions prognostication for DI diesel group-hole injectors using a supervised artificial neural network approach. Fuel, 125, 81-89.
5. Fattah, I. R., Masjuki, H. H., Liaquat, A. M., Ramli, R., Kalam, M. A., & Riazuddin, V. N. (2013). Impact of various biodiesel fuels obtained from edible and non-edible oils on engine exhaust gas and noise emissions. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 18, 552-567.
6. Hassan, N. M. S., Rasul, M. G., & Harch, C. A. (2015). Modelling and experimental investigation of engine performance and emissions fuelled with biodiesel produced from Australian Beauty Leaf Tree. Fuel, 150, 625-635.
7. Harch, C. A., Rasul, M. G., Hassan, N. M. S., & Bhuiya, M. M. K. (2014). Modelling of engine performance fuelled with second generation biodiesel. Procedia Engineering, 90, 459-465.
8. Yaakob, Z., Mohammad, M., Alherbawi, M., Alam, Z., & Sopian, K. (2013). Overview of the production of biodiesel from waste cooking oil. Renewable and sustainable energy reviews, 18, 184-193.
9. Bari, S., & Saad, I. (2014). Effect of guide vane height on the performance and emissions of a compression ignition (CI) engine run with biodiesel through simulation and experiment. Applied energy, 136, 431-444.
10. Ozsezen, A. N., Canakci, M., Turkcan, A., & Sayin, C. (2009). Performance and combustion characteristics of a DI diesel engine fueled with waste palm oil and canola oil methyl esters. Fuel, 88(4), 629-636.
11. خوب بخت، گ. (1393). بررسی شاخص های عملکردی، آلایندگی و اقتصادی کاربرد سوخت بیودیزل در موتورهای دیزل. ششمین همایش علمی تخصصی انرژی های تجدیدپذیر، پاک و کارآمد، تهران، https://civilica.com/doc/311334 .
12. Carraretto, C., Macor, A., Mirandola, A., Stoppato, A., & Tonon, S. (2004). Biodiesel as alternative fuel: Experimental analysis and energetic evaluations. Energy, 29(12-15), 2195-2211.
13. Aydin, H., & Bayindir, H. (2010). Performance and emission analysis of cottonseed oil methyl ester in a diesel engine. Renewable Energy, 35(3), 588-592.
14. کنگری، الف. 1393. تحلیل احتراق سوخت بیودیزل توسط نرم افزار AVL FIRE. پایان نامه کارشناسی ارشد، رشته مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه ارومیه.
15. Ramos, J. I. (1989). Internal combustion engine modeling. Hemisphere publishing corporation.
16. Jung, D., & Assanis, D. N. (2001). Multi-zone DI diesel spray combustion model for cycle simulation studies of engine performance and emissions. SAE transactions, 1510-1532
17. شاهکلایی، م. 1394. بررسی طرح های مختلف محفظه احتراق و زوایای پاشش در موتورهای دیزلی پاشش مستقیم. پایان نامه کارشناسی ارشد، رشته مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند.
18. Lešnik, L., Vajda, B., Žunič, Z., Škerget, L., & Kegl, B. (2013). The influence of biodiesel fuel on injection characteristics, diesel engine performance, and emission formation. Applied energy, 111, 558-570.
19. Vajda, B., Lešnik, L., Bombek, G., Biluš, I., Žunič, Z., Škerget, L., ... & Kegl, B. (2015). The numerical simulation of biofuels spray. Fuel, 144, 71-79.
20. Soni, D. K., & Gupta, R. (2016). Optimization of methanol powered diesel engine: A CFD approach. Applied Thermal Engineering, 106, 390-398.
21. Wang, G., Yu, W., Li, X., Su, Y., Yang, R., & Wu, W. (2019). Experimental and numerical study on the influence of intake swirl on fuel spray and in-cylinder combustion characteristics on large bore diesel engine. Fuel, 237, 209-221.
22. Tutak, W., & Jamrozik, A. (2016). Validation and optimization of the thermal cycle for a diesel engine by computational fluid dynamics modeling. Applied Mathematical Modelling, 40(13-14), 6293-6309.
23. ساعتچی نوبری، ع. و عطاریان، ک. و یحیایی، م. و میرزامحمد، ا. و قماشی، ح. (1393). شبیه سازی عددی موتورهای احتراق تراکمی سوخت همگن پاشش مستقیم با سوخت گاز طبیعی و دیزل. نشریه پژوهشی مهندسی مکانیک ایران، سال شانزدهم، شماره دوم، صفحه 55 - 81.
24. میرمحمدی، ع، و حسین آبادی، م. 1395. بررسی اثر زاویه پاشش سوخت بر عملکرد و آلایندگی موتور دیزل تزریق مستقیم. اولین کنفرانس بینالمللی مهندسی مکانیک و هوافضا، تهران، https://civilica.com/doc/507276
