محاسبه تاثیرات استفاده از سوخت بیودیزل بر شاخص‌های عملکردی یک موتور دیزل در دور ثابت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 هیات علمی گروه مکانیک ماشین های کشاورزی-دانشکده کشاورزی ساری-دانشگاه فنی و حرفه ای

2 کارشناس ارشد معماری کشتی، دانشگاه علوم دریایی امام خمینی(ره)

3 دکتری مهندسی انرژی، دانشکده مکانیک، دانشگاه علوم دریایی امام خمینی(ره)

چکیده

در پژوهش حاضر به منظور سنجش شاخص‌های کارکردی موتور دیزل در اثر اختلاط سوخت گازوئیل رایج در ایران و سوخت بیودیزل از نوع متیل استر روغن گیاهی پسماند، در ابتدا مخلوط‌های مختلف سوخت با درصدهای حجمی B80, B60, B40, B20, B0 آماده گردید. سپس با اعمال بارهای مختلف در دور ثابت 1340 دور بر دقیقه به موتور دیزل مورد آزمایش (تراکتور مسی فرگوسن 240) با استفاده از یک دینامومتر الکتریکی شاخص‌های کارکردی موتور مورد سنجش قرار گرفتند. دمای دود خروجی، راندمان حرارتی و نسبت هوا به سوخت تا مخلوط سوخت B40 فرونی یافته و با افزایش بیشتر درصد سوخت بیودیزل از مخلوط سوخت B40 به بالاتر تقلیل پیدا می‌کنند، مقدار نسبت هوا به سوخت در مخلوط سوخت B40 نسبت به بقیه مخلوط‌های سوخت بالاتر است و فرایند تغییرات نسبت هوا به سوخت در همه بارهای دینامومتر همسان هم می‌باشد. مصرف ویژه سوخت و آهنگ مصرف سوخت تا مخلوط سوخت B40 تقلیل یافته و از مخلوط سوخت B40 به بالاتر فزونی می‌یابند، به آن دلیل که مخلوط سوخت B40 پایین‌ترین مصرف سوخت و مصرف ویژه سوخت ترمزی را دارد. استفاده از این مخلوط به عنوان مخلوط سوخت برتر از نظر مصرف اقتصادی سوخت در موتورهای دیزل با دور ثابت پیشنهاد می‌گردد. توان ترمزی و آهنگ مصرف هوا در تمام بارهای دینامومتر و در کلیه مخلوط‌های سوخت دیزل و بیودیزل یکسان می‌باشند. دلیل پایا بودن توان ترمزی در یک بار مشخص، این است که با تغییر میزان سوخت، دور دینامومتر در حد ثابت 1340 دور بر دقیقه نگه داشته می‌شود. با توجه به الزامات زیست محیطی و روند کاهش ذخایر فسیلی، از سوخت تجدیدپذیر بیودیزل به عنوان یکی از اصلی‌ترین گزینه‌ها در جایگزینی سوخت دیزل نام برد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Calculate The Effects Of Biodiesel Fuel Consumption On Performance Indicators Of A Steady-State Diesel Engine

نویسندگان [English]

  • Rasoul Loghmanpour zarini 1
  • Sohrab Majdfar 2
  • Yadollah Aghdod Chaboki 3
  • r Malmir 2
1 Technical and Vocational University
2 university
3 University
چکیده [English]

In the present study, in order to measure the functional characteristics of the diesel engine due to the mixing of the common fuel gasoline in Iran and the biodiesel fuel of the methyl ester of waste oil, various combinations of fuel with volume percentages B80, B60, B40, B20, B0 were prepared. Then, by applying different loads in a constant 1340 rpm range, the diesel engine tested (Messier Ferguson 240 tractor) was measured using an electric dynamometer of motor performance indicators. Exhaust emission temperature, thermal efficiency and air to fuel ratio up to the B40 fuel blend, and with a higher percentage of biodiesel, reduce the B40 fuel mixture. The ratio of air to fuel in the fuel mixture B40 is higher than other fuel mixtures. And the process of changing the air to fuel ratio is the same in all dynamometer loads. Particular fuel consumption and fuel consumption tune up to the B40 blend of fuel and increase the B40 fuel mix, due to the fact that the B40 fuel mixture has the lowest fuel consumption and specific fuel consumption. The use of this mixture is recommended as a superior fuel mix in terms of fuel economy in fixed-cycle diesel engines. Brake force and air flow rates are the same in all dynamometer loads and in all diesel and biodiesel fuel mixes. The reason for the stability of the braking power at a specified time is that by changing the amount of fuel, the dynamometer is kept at a constant limit of 1340 rpm. Considering the environmental requirements and the process of reducing fossil fuels, renewable energy biodiesel has been identified as one of the main alternatives to replacing diesel.

کلیدواژه‌ها [English]

  • bio-diesel
  • Diesel
  • Dynamometer
  • Fuel Consumption
  • Renewable Fuel
[1] Demirbas, Ayhan. “Progress and Recent Trends in Biofuels”.Progress in Energy and Combustion Science. 33, pp. 1-18. 2006.
[2] Y., Hemmat, B., Ghobadian, M., Loghavi, S., Kamgar, and E., “Fayyazi. Biodiesel fuel production from residual animal fat as inedible and inexpensive feedstock”.  International Research Journal of Applied and Basic Sciences, 5(1): 84-91. 2016.
[3] S., Sundarapandian, and G., Devaradjane. “Performance and emission analysis of biodiesel operated CI engine”. Engineering Computing and Architecture. 1(2): 1-22. 2017.
[4] U., Lou, and Z., Stephen. “The Effect of Viscosity and other properties of vegetable oil Fuels on spray characteristics”. proceedings of the second International conference on small Engins and their fuels in Developing countries, uk. 2016.
[5] H. L., Goettler, M., Ziejewski, and A. M., knudson. “Performance of a Diesel Engine operating on Belends of Diesel fule and crude sunflower oil at normal and Elevated fuel Temperatures”. paper 852087, SAE. 2013.
[6] H., Jam, A., Ghazanfari, and M., Shamsi. “Investigating the effects of using biodiesel prepared from Persian lilac oil on the exhaust emissions of a diesel engine”. Agricultural Machinery Journal. Accepted for publication (In Press). 2018.
[7] V., Rezaee, A.R., Shokri, and M., Nemati. “Investigation of performance of a small Diesel Engine using Biodiesel”. SAE paper No. 2007-32-0075. 2015.
[8] S. H., Yoon, H. K., Suhand, C.S.Lee. “ Effect of Spray and EGR Rate on the Combustion and Emission Characteristics of Biodiesel Fuel in a Compression Ignition Engine”. Energy and Fuels, 23,pp.1486-149. 2009.
[9] S.H., Park, S.H., Yoon, and C.S., Lee. “Effect of the Temperature Variation on Properties of Iodiesel and Biodiesel-Ethanol Blends Fuels”.Oil & Gas Science and Technology. 63,No.6,pp.737-745. 2008.
10- سعیدی نیچران، محمدرضا، قبادیان، برات، نجفی، غلامحسن. بررسی تجربی متغیرهای عملکردی یک موتور دیزل با استفاده از سوخت بیودیزل، مجله تحقیقات موتور، سال پنجم، شماره 16، صفحه 36-29، پاییز 1388.
[11] www.Biodiesel.org / Standards& Warranties.html.
[12] A., Ramadhas, S., Jayaraj and C., Muraleedharan. “Theoretical modeling and experimental  studies  on biodiesel-fueled  engine”.  Renewable  Energy, 31(11): 1813-1826. 2017.
[13] EPA office. "Cleaner Diesel Handbook", Environmental Defense. 2014.
[14] National Biodiesel Board: http://www.biodiesel-intl.com/index.html.
[15] Van Gerpen J., Shanks B., Pruszko R., Clements D. &Knothe G. "Biodiesel Production Technology, National Renewable Energy Laboratory. 2004.
[16] AW Dynamometer, Manufacturing Dynamometer Systems since 1957, www.awdynamometer.com.
[17] M., Saidi Neicharan, B., Ghobadian, and G., Najafi, “Experimental Investigation of a Diesel Engine Performance Using Biodiesel Fuel”. Jul. 17. 2010.
18- باغدار حسینی ، سعید، حسینی، ناصح، بشیرنژاد، کاظم، مهدی هروی، حمید. اثر جایگزینی بیودیزل بر انتشار آلاینده ها در کوره‌های صنعتی، چهارمین کنفرانس سوخت و احتراق ایران، دانشگاه کاشان، بهمن 1390.
[19] R., Amini Niaki, and A., Ghazanfari. “Comparison of fuel and emission properties of petro diesel and sunflower biodiesel prepared by optimized production variables”. Fuel, 109:384-388. 2016.
20- خرازان، مهدی. طراحی موتورهای پیستونی. مشهد: نشرنما. 1388.
[21] S., Sundarrapandian, and G., Devaradjane. “Performance and Emission Analysis of Bio Diesel Operated CI Engine”. Engineeing, Computing and Architecture. 1: 2, 1-22. 2012.
[22] B., Gokalp, E., Buyukkaya and H., Soyhan. “Performance and Emissions of a Diesel Tractor Engine Fueled with Marine Diesel and Soybean Methyl Ester”. Biomass and bioenergy, 35, pp. 3575-3583. 2011.
[23] J., Xue, T., Grift and A., Hansen. “Effect of Biodiesel on Engine Performances and Emissions”. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15, pp. 1098-1116. 2011.
[24] B., Najafi, V., Piroozpanah, and B., Ghobadian, Experimental investigation of diesel engine performance parameters and pollution using biodiesel, Modares Thechnical and Engineering, Special Issue on Mechanical Engineering, (In Farsi). Vol. 28, pp. 78-101, 2007