Effect of biodiesel addition in a blend of isopropanol-butanol-ethanol and diesel on combustion and emissions of a CRDI engine
Yükleniyor...
Tarih
2021-05-21
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Taylor & Francis
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 United States
Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 United States
Özet
The increasing demand for energy and the fact that petroleum, which is the most used energy source, has a limited reserve, have led researchers to search for new and renewable energy sources. In this context, biofuels such as biodiesel and bio alcohols have been studied and used in internal combustion engines for a long time. However, with the developments in technology, the production and use of such alternative fuels in different engine technologies is still a subject of research. In this regard, isopropanol-butanol-ethanol (IBE) has received an increasing attention over standard alcohols and its potential as a substitute for other alcohol fuels in internal combustion engines has been researched recently. Therefore, the purpose of the experimental study is to investigate the effect of biodiesel addition at rates of 20% and 40% by volume in a blend of IBE (30% v/v) with petroleum-based diesel (70% v/v) on the combustion and emission characteristics of a single-cylinder common-rail direct injection engine at constant engine speed of 2400 rpm and 60% load conditions. Experimental results showed that all blended fuels presented a potential to reduce smoke opacity by 27% − 41%, CO emissions by 44% − 66% and unburnt HC emissions (up to 31.8%) but increase NOx emissions by 5% − 24.6% compared to diesel. However, adding biodiesel caused to a slight increase in smoke opacity and CO emissions while decrease in unburned HC and NOx emissions compared to the blend of IBE and diesel. Combustion analysis also showed that the use of blended fuels led to the increase of peak cylinder pressure (by 7%) and the significant improvement in the rate of heat release was observed, which further increased with the addition of biodiesel to blend of IBE and diesel. It was concluded that ternary blends was performed better than the blend of IBE and diesel while biodiesel addition was found to be beneficial in terms of reduction of unburnt HC and NOx emissions along with improved performance.
Artan enerji talebi ve en çok kullanılan enerji kaynağı olan petrolün sınırlı rezervine sahip olması araştırmacıları yeni ve yenilenebilir enerji kaynakları arayışlarına yöneltmiştir. Bu kapsamda biyodizel ve biyo alkoller gibi biyoyakıtlar uzun süredir incelenmekte ve içten yanmalı motorlarda kullanılmaktadır. Ancak teknolojideki gelişmelerle birlikte bu tür alternatif yakıtların farklı motor teknolojilerinde üretimi ve kullanımı halen araştırma konusudur. Bu bağlamda, izopropanol-bütanol-etanol (IBE), standart alkollere göre artan bir ilgi görmüştür ve içten yanmalı motorlarda diğer alkol yakıtlarının yerine geçme potansiyeli son zamanlarda araştırılmıştır. Bu nedenle deneysel çalışmanın amacı, IBE (%30 v/v) ile petrol bazlı dizel (%70 v/v) karışımına hacimce %20 ve %40 oranlarında biyodizel ilavesinin etkisini araştırmaktır. 2400 rpm sabit motor devrinde ve %60 yük koşullarında tek silindirli common-rail direkt enjeksiyonlu bir motorun yanma ve emisyon özellikleri üzerine. Deneysel sonuçlar, tüm harmanlanmış yakıtların duman opaklığını %27 - %41, CO emisyonlarını %44 - %66 ve yanmamış HC emisyonlarını (%31,8'e kadar) azaltma, ancak NOx emisyonlarını karşılaştırıldığında %5 - %24,6 artırma potansiyeli sunduğunu gösterdi. dizel için. Ancak biyodizel eklenmesi, IBE ve dizel karışımına kıyasla duman opaklığı ve CO emisyonlarında hafif bir artışa, yanmamış HC ve NOx emisyonlarında ise azalmaya neden olmuştur. Yanma analizi ayrıca, harmanlanmış yakıtların kullanılmasının, tepe silindir basıncının artmasına (% 7 kadar) yol açtığını ve IBE ve dizel karışımına biyodizel eklenmesiyle daha da artan ısı yayılım oranında önemli bir iyileşme gözlemlendiğini gösterdi. . Üçlü karışımların IBE ve dizel karışımından daha iyi performans gösterdiği, biyodizel ilavesinin ise yanmamış HC ve NOx emisyonlarının azaltılması ve performansın artması açısından faydalı olduğu sonucuna varılmıştır.
Artan enerji talebi ve en çok kullanılan enerji kaynağı olan petrolün sınırlı rezervine sahip olması araştırmacıları yeni ve yenilenebilir enerji kaynakları arayışlarına yöneltmiştir. Bu kapsamda biyodizel ve biyo alkoller gibi biyoyakıtlar uzun süredir incelenmekte ve içten yanmalı motorlarda kullanılmaktadır. Ancak teknolojideki gelişmelerle birlikte bu tür alternatif yakıtların farklı motor teknolojilerinde üretimi ve kullanımı halen araştırma konusudur. Bu bağlamda, izopropanol-bütanol-etanol (IBE), standart alkollere göre artan bir ilgi görmüştür ve içten yanmalı motorlarda diğer alkol yakıtlarının yerine geçme potansiyeli son zamanlarda araştırılmıştır. Bu nedenle deneysel çalışmanın amacı, IBE (%30 v/v) ile petrol bazlı dizel (%70 v/v) karışımına hacimce %20 ve %40 oranlarında biyodizel ilavesinin etkisini araştırmaktır. 2400 rpm sabit motor devrinde ve %60 yük koşullarında tek silindirli common-rail direkt enjeksiyonlu bir motorun yanma ve emisyon özellikleri üzerine. Deneysel sonuçlar, tüm harmanlanmış yakıtların duman opaklığını %27 - %41, CO emisyonlarını %44 - %66 ve yanmamış HC emisyonlarını (%31,8'e kadar) azaltma, ancak NOx emisyonlarını karşılaştırıldığında %5 - %24,6 artırma potansiyeli sunduğunu gösterdi. dizel için. Ancak biyodizel eklenmesi, IBE ve dizel karışımına kıyasla duman opaklığı ve CO emisyonlarında hafif bir artışa, yanmamış HC ve NOx emisyonlarında ise azalmaya neden olmuştur. Yanma analizi ayrıca, harmanlanmış yakıtların kullanılmasının, tepe silindir basıncının artmasına (% 7 kadar) yol açtığını ve IBE ve dizel karışımına biyodizel eklenmesiyle daha da artan ısı yayılım oranında önemli bir iyileşme gözlemlendiğini gösterdi. . Üçlü karışımların IBE ve dizel karışımından daha iyi performans gösterdiği, biyodizel ilavesinin ise yanmamış HC ve NOx emisyonlarının azaltılması ve performansın artması açısından faydalı olduğu sonucuna varılmıştır.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
IBE, Biodiesel, Combustion, Emissions, Ternary Blends, Biyodizel, Yanma, Emisyonlar, Üçlü Karışımlar
Kaynak
WoS Q Değeri
N/A
Scopus Q Değeri
Q2
Cilt
Sayı
Künye
Altun, Ş., İlçin, K. (2021). Effect of biodiesel addition in a blend of isopropanol-butanol-ethanol and diesel on combustion and emissions of a CRDI engine. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, pp.1-13. DOI: https://doi.org/10.1080/15567036.2021.1928797