An innovative research on variable compression ratio in RCCI strategyon a power generator diesel engine using CNG-safflower biodiesel
Yükleniyor...
Tarih
2021-09-15
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Elsevier
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 United States
Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 United States
Özet
The CNG usage as a fuel in IC engines have many advantages such as decreasing CO2and PM and smokeemissions and in many cases reducing NOx emission, along with its low prices and naturally abundancespread on the world. In heavy loaded operation of diesel engines, it becomes very hard to controlexcessive NOx, and PM formation in the exhaust emissions and smoke accumulation especially forbiodiesel usage. In the present study, in order to achieve the usability of higher percentages of biodieselwith CNG, the low temperature combustion of reactivity controlled compression ignition (RCCI) strategyhave been applied in a single cylinder diesel engine with variable compression ratios. The CNG, as thelow reactivity fuel, was subjected to the intake manifold as the substitute the gas with 5%, 10% and 15% ofbiodiesel under 1500 rpm and 10.8 kW(full load) load of the engine with variable compression ratiosfrom 13:1 to 19:1 in order to investigate the effects of compression ratios on RCCI operation with highpercentages of biodiesel and CNG usage. Apart from the main performance, emissions and combustionindicators of diesel engines tests, 3 novel parameters (SPE, STE and SHRE) were created for thefirst timein order to deeply evaluate the combustion. Mean of cylinder pressure was increased while combustionduration was lowered for CNG usage with biodiesel. BTE was increased while BSEC and BSFC weredecreased in either operation of biodiesel/CNG RCCI and various CR. In addition, NOx emissions werelowered for CNG usage and CR decrease, along with smoke decrease for biodiesel/CNG RCCI combustion.
IC motorlarda yakıt olarak CNG kullanımı, düşük fiyatları ve doğal olarak dünyaya yayılan bolluğu ile birlikte CO2 ve PM ve duman emisyonlarını azaltmak ve çoğu durumda NOx emisyonunu azaltmak gibi birçok avantaja sahiptir. Dizel motorların ağır yüklü çalışmasında, özellikle biyodizel kullanımı için egzoz emisyonlarında ve duman birikiminde aşırı NOx ve PM oluşumunu kontrol etmek çok zorlaşmaktadır. Bu çalışmada, biyodizelin CNG ile daha yüksek oranda kullanılabilirliğini sağlamak için, değişken sıkıştırma oranlarına sahip tek silindirli bir dizel motorda reaktivite kontrollü sıkıştırmalı ateşleme (RCCI) düşük sıcaklıkta yanma stratejisi uygulanmıştır. Düşük reaktif yakıt olarak CNG, 13:1'den değişken sıkıştırma oranlarına sahip motorun 1500 rpm ve 10.8 kW(tam yük) yükü altında %5, %10 ve %15 biyodizel ile gaz ikamesi olarak emme manifolduna tabi tutulmuştur. Yüksek biyodizel ve CNG kullanım yüzdeleri ile sıkıştırma oranlarının RCCI operasyonu üzerindeki etkilerini araştırmak için 19:1'e kadar. Dizel motor testlerinin ana performans, emisyon ve yanma göstergeleri dışında, yanmayı derinlemesine değerlendirmek için ilk kez 3 yeni parametre (SPE, STE ve SHRE) oluşturuldu. Biyodizel ile CNG kullanımında ortalama silindir basıncı artırılırken yanma süresi düşürüldü. Biyodizel/CNG RCCI ve çeşitli CR operasyonlarından herhangi birinde BSEC ve BSFC azalırken BTE arttı. Ayrıca, biyodizel/CNG RCCI yanması için duman azalması ile birlikte CNG kullanımı ve CR azalması için NOx emisyonları düşürüldü.
IC motorlarda yakıt olarak CNG kullanımı, düşük fiyatları ve doğal olarak dünyaya yayılan bolluğu ile birlikte CO2 ve PM ve duman emisyonlarını azaltmak ve çoğu durumda NOx emisyonunu azaltmak gibi birçok avantaja sahiptir. Dizel motorların ağır yüklü çalışmasında, özellikle biyodizel kullanımı için egzoz emisyonlarında ve duman birikiminde aşırı NOx ve PM oluşumunu kontrol etmek çok zorlaşmaktadır. Bu çalışmada, biyodizelin CNG ile daha yüksek oranda kullanılabilirliğini sağlamak için, değişken sıkıştırma oranlarına sahip tek silindirli bir dizel motorda reaktivite kontrollü sıkıştırmalı ateşleme (RCCI) düşük sıcaklıkta yanma stratejisi uygulanmıştır. Düşük reaktif yakıt olarak CNG, 13:1'den değişken sıkıştırma oranlarına sahip motorun 1500 rpm ve 10.8 kW(tam yük) yükü altında %5, %10 ve %15 biyodizel ile gaz ikamesi olarak emme manifolduna tabi tutulmuştur. Yüksek biyodizel ve CNG kullanım yüzdeleri ile sıkıştırma oranlarının RCCI operasyonu üzerindeki etkilerini araştırmak için 19:1'e kadar. Dizel motor testlerinin ana performans, emisyon ve yanma göstergeleri dışında, yanmayı derinlemesine değerlendirmek için ilk kez 3 yeni parametre (SPE, STE ve SHRE) oluşturuldu. Biyodizel ile CNG kullanımında ortalama silindir basıncı artırılırken yanma süresi düşürüldü. Biyodizel/CNG RCCI ve çeşitli CR operasyonlarından herhangi birinde BSEC ve BSFC azalırken BTE arttı. Ayrıca, biyodizel/CNG RCCI yanması için duman azalması ile birlikte CNG kullanımı ve CR azalması için NOx emisyonları düşürüldü.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Safflower, RCCILTC, Biodiesel, CNG
Kaynak
WoS Q Değeri
Q1
Scopus Q Değeri
Q1
Cilt
231
Sayı
Künye
Aydın, H. (2021). An innovative research on variable compression ratio in RCCI strategyon a power generator diesel engine using CNG-safflower biodiesel. Energy, 231, pp. 1-13. DOI:https://dx.doi.org/10.1016/j.energy.2021.121002
