بررسی عملکرد یک موتور دیزل با سوخت بیودیزل روغن ماهی تحت تاثیر نانو ذرات پراکنده شده در سوخت

نوع مقاله : پژوهشی کامل

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناس ارشد، گروه مهندسی مکانیک، واحد کاشان، دانشگاه آزاد اسلامی، کاشان، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد کاشان، دانشگاه آزاد اسلامی، کاشان، ایران

3 استاد، گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

در این مطالعه، پارامترهای عملکردی یک موتور دیزل شامل توان، گشتاور و مصرف ویژه سوخت موتور با سوخت بیودیزل روغن ماهی تحت تاثیر نانوذرات نقره و نانولوله های کربنی مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا سوخت بیودیزل از روغن ماهی با استفاده از واکنش تبادل استری (Transesterification) و با نسبت حجمی ۲۰ درصد روغن ماهی و ۸۰ درصد دیزل (B20) مخلوط تهیه شد. از نانو ذرات نقره (Ag) و نانو لوله های کربنی (CNT) با غلظت‌های ۳۰، ۶۰ و ۹۰ ppm برای اختلاط با بیودیزل جهت بررسی تاثیر این نانو سوخت‌ها بر پارامترهای عملکردی موتور در چهار دور موتور ۱۸۰۰، ۲۱۰۰، ۲۴۰۰ و ۲۷۰۰ rpm در شرایط بار کامل استفاده شد. به کمک تحلیل آماری داده های آزمایش، اثر اصلی ترکیبات سوخت و دور موتور و اثرات متقابل آنها بر پارامترهای اندازه گیری شده (توان ترمزی، گشتاور و مصرف ویژه سوخت)، به روش دانکن بررسی شد. نتایج نشان داد که با استفاده از نانو سوخت‌ها و افزایش غلظت نانو ذرات در سوخت بیودیزل (B20) در تمامی دورهای موتور، توان و گشتاور افزایش و مصرف ویژه سوخت نسبت به بیودیزل خالص کاهش یافت. توان و گشتاور موتور، با استفاده از سوخت BD+CNT90 در دور موتور  rpm۲۴۰۰ به ترتیب به میزان ۱۷/ ۲۹ و 08/17 درصد افزایش یافته و مصرف ویژه سوخت موتور با این سوخت در دور  rpm ۲۷۰۰  تا 7 درصد کاهش یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]     Saravanan N., Nagarajan G., and Puhan S., Experimental Investigation on a DI Diesel Engine Fueled With Madhuka Indica Ester and Diesel Blend. Biomass and Bioenergy, Vol. 34, No. 6, pp. 838-843, 2010.
[2]     Zheng M., Reader G.T., and Hawley J.G., Diesel Engine Exhaust Gas Recirculation-A Review on Advanced and Novel Concept. Energy Conversion and Management, Vol. 45, No. 6, pp. 883-900, 2004.
[3]     Jung H., Kittelson D., and Zachariah M., The Influence of a Cerium Additive on Ultra-Fine Diesel Particle Emissions and Kinetics of Oxidation. Combustion and Flame, Vol. 142, No. 5, pp. 276-288, 2004.
[4]   قبادیان ب. و خاتمی فر م.، تولید بیودیزل از روغن های پسماند خوراکی. مجموعه مقالات اولین همایش ملی بررسی ضایعات محصولات کشاورزی،  ، تهران، ایران، ۱۳۸۴.
[5]     Guru M., Karakaya U., Altiparmak D., and Alicilar A., Improvement of Diesel Fuel Properties By Using Additives.  Energy Conversion and Management, Vol. 43, No. 8, pp. 1021-1025, 2002.
[6]     Deluca L.T., Galfetti L., and Severini F., Combustion of Composite Solid Propellants With Nanosized Aluminum.  Combustion. Explosion and Shock Waves, Vol. 41, No. 7, pp. 680–692, 2005.
[7]     Tabatabaei M., Karimi K., Horváth I. S., Kumar R., Recent trends in biodiesel production. Biofuel Research, Vol. 7, pp. 258-267, 2015.
[8]     Selvan V., Anand R., and Udayakumar M., Effects of Cerium Oxide Nanoparticulate Addition In Diesel and Diesel-Biodiesel-Ethanol Blends on The Performance and Emission Characteristics of A CI Engine. Journal of Engineering & Applied Sciences, Vol. 4, No. 7, pp. 115-123, 2009.
[9]     Sajith V., and Sobhan C., Experimental Investigations on The Effects of Cerium Oxide nanoparticle Fuel Additives on Biodiesel. Advance in Mechanical Engineering, Vol. 12, No. 6, pp. 19-25, 2009.
[10] Franco A., Shenbagavinayagamoorthi N., Sathish Gandhi V. C., Performance and Emission Study of Sardine Fish Oil Biodiesel in a Diesel Engine. Oxidation Communications, Vol. 37, No. 3, pp. 802-816, 2013.
[11] Gharehghani A., Mirsalim S. M., Hosseini R., Effects of waste fish oil biodiesel on diesel engine combustion characteristics and emission. Renewable Energy, Vol. 101, pp. 930-936, 2017.
[12] Sharma D. K., Verma T. N., Characteristics of fish oil biodiesel with the impact of diesel fuel addition on a CI engine. J. Computational and Applied Research in Mechanical Engineering (JCARME), Vol. 9, No. 1, pp. 233-241, 2019.