پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

تحلیل بازده اکسرژی حاصل از احتراق افزودنی سولکتال-استین به سوخت بنزین در موتور بنزینی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه محقق اردبیلی
2 دانشجوی دکتری انرژی‌های تجدید پذیر، گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.
3 گروه مهندسی ماشین‌های کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران
چکیده
آلودگی هوای شهری ناشی از استفاده خودروها با موتور اشتعال جرقه‌ای است که عمدتاً از سوخت بنزین بهره می‌گیرند؛ که این امر سبب کاهش میزان ذخایر سوخت‌های فسیلی، افزایش آلودگی‌های حاصله از احتراق، بیماری‌های تنفسی می‌شود. افزودن ترکیباتی که بر پایه سوخت‌های زیستی هستند یکی از گزینه‌های موجود در جهت کاهش آلاینده‌های حاصل از احتراق است. گلیسیرین محصول جانبی فرآیند تولید سوخت بیودیزل و به‌عنوان یک عامل محدود کننده در تولید این ترکیب افزودنی (بیودیزل) است. در این پژوهش با تبدیل گلیسیرین حاصل از روغن آفتابگردان به ماده سولکتال استین، در کنار ترکیب آن با سوخت بنزین ترکیب منحصری از سوخت‌های زیستی ایجاد گردید. این نوع سوخت رفتارهای بهینه‌ای در بعضی از درصدهای ترکیبی از خود بروز داد. از ترکیب افزودنی سولکتال استین در ترکیب با سوخت بنزین جهت ارزیابی در موتورسیکلت 150 سی‌سی تحت بارهای 2/1، 2/6 و2/11 نیوتن-متر و سرعت‌های 570، 850، 1044، 1269و 1427 دور بر دقیقه ، بر روی میزان بازده اکسرژی سوخت وارد شده به اکسرژی کار خالص مورد آزمایش و بررسی قرار گرفت. در بار اعمالی 2/11 نیوتن‌متر با سرعت‌های 1269 و 1427 دور بر دقیقه به دلیل بار وارد شده بیش ‌از حد و عدم توانایی حرارتی سوخت منجر به خاموشی موتور در کلیه سوخت‌های تزریقی به آن شد. نتایج نشان داد که افزودن ترکیب‌های سه‌گانه به سوخت بنزین باعث افزایش اکسرژی توان ترمزی به دلیل بالا بودن سطح چگالی ترکیب‌ها گردید.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

Aghbashlo, M., Tabatabaei, M., Mohammadi, P., Pourvosoughi, N., Nikbakht, A. M., Amir, S., Goli, H., & Goli, S. A. H. (2015). Improving exergetic and sustainability parameters of a DI diesel engine using polymer waste dissolved in biodiesel as a novel diesel additive. Energy Convers. Manag. 105.
 
Akbiyik, T., Kahraman, N., & Taner, T. (2023). Energy and exergy analysis with emissions evaluation of a gasoline engine using different fuels. Fuel, 345: 128189.
 
Caliskan, H., Ertunc, M., Hepbasli, A. (2009). Performance assessment of an internal combustion engine at varying dead (reference) state temperatures. Appl. Therm. Eng. 29: 3431–3436.
 
Canakci, M., & Hosoz, M. (2006). Energy and exergy analyses of a diesel engine fuelled with various biodiesels, Energy Sources B, 1: 379-394.
 
Castillo, E. D. (2007). Process Optimization: A Statistical Approach. New York: Springer.
 
Caton, J. A. (2000). On the destruction of availability (exergy) due to combustion process e with specific application to internal-combustion engines. Energy, 25: 1097e117.
 
Cavalcanti, E. J. C. (2019). Exergy, exergoeconomic and environmental analysis of diesel engine operating with EGR rate. Int. J. Exergy, 29: 22–39.
 
Hulwan, D. B., and S. V. Joshi. (2011). Performance, emission and combustion characteristic of a multicylinder DI diesel engine running on diesel–ethanol–biodiesel blends of high ethanol content. Applied Energy, 88: 5042-5055.
 
Imdadul, H.K., Masjuki, H.H., Kalam, M.A., Zulki, N.W.M., Rashed, M.M. (2015). A comprehensive review on the assessment of fuel additive effects on combustion behavior in CI engine fuelled with diesel biodiesel blends. R. Soc. Chem., 5: 67541–67567.
 
López, I., Quintana, C.E., Ruiz, J.J., Cruz-peragón, F., Dorado, M.P. (2014). Effect of the use of olive –pomace oil biodiesel / diesel fuel blends in a compression ignition engine : Preliminary exergy analysis. Energy Convers. Manag., 85: 227–233.
 
Nazzal, I.T., Kamil, M. (2020). Energy and exergy analysis of spark ignited engine fueled with GasolineEthanol-Butanol blends. AIMS Energy, 8: 1007–1029.
 
Norouzi, N., Ebadi, A.G., Bozorgian, A., Hoseyni, S.J., Vessally, E. (2021). Energy and exergy analysis of internal combustion engine performance of spark ignition for gasoline, methane, and hydrogen fuels Iran. J. Chem. Chem. Eng., 40: 1909–1930.
 
Rakopoulos, C. D., and E. G. Giakoumis. (2006). Second-law analyses applied to internal combustion engines operation. Progress in Energy and Combustion Science, 32: 2-47.
 
Rosen, M. A., I. Dincer, and M. Kanoglu. (2007). Rol of exergy in increasing efficiency and sustainability and reducing environmental impact. Journal of Energy Policy, 36: 128-137.
 
Şanli, B.G., Uludamar, E. (2019). Energy and exergy analysis of a diesel engine fuelled with diesel and biodiesel fuels at various engine speeds. Energy Sources, Part A Recover. Util. Environ. Eff. 0, 1–15.
 
Szwaja, S., Gruca, M., Pyrc, M. (2022). Investigation on ethanol-glycerol blend combustion in the internal combustion sparkignited engine. Engine performance and exhaust emissions. Fuel Process. Technol. 226: 107085
 
Tomar, M., Dewal, H., Sonthalia, A., Kumar, N., (2021). Optimization of spark-ignition engine characteristics fuelled with oxygenated bio-additive (triacetin) using response surface methodology. Proc. Inst. Mech. Eng. Part E J. Process Mech. Eng.
 
Yusuf, A.A., Inambao, F.L. (2021). Progress in alcohol-gasoline blends and their effects on the performance and emissions in SI engines under different operating conditions. Int. J. AmbientEnergy.
 
Zapata-Mina, J., Restrepo, A., Romero, C., Quintero, H. (2020). Exergy analysis of a diesel engine converted to spark ignition operating with diesel, ethanol, and gasoline/ethanol blends. Sustain. Energy Technol. Assessments, 42: 100803