Investigation of the Effects of Additives on Performance and Emissions of a Diesel Engine Fueled with Biodiesel

Khalife Hamzeh Ghasem, Esmail and Najafi, Bahman and Tabatabaei, Meisam and Mirsalim, Mostafa (2017) Investigation of the Effects of Additives on Performance and Emissions of a Diesel Engine Fueled with Biodiesel. Doctoral thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text (بررسی تاثیر افزودنی ها به سوخت بیودیزل بر عملکرد و آلایندگی موتور دیزل)
Esmail Khalife Hamzeh Ghasem.pdf

Download (1MB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

Depletion of energy resources and increasingly stringent engine exhaust emission regulations are among the main challenges necessitating efforts to achieve cleaner combustion and engine performance improvements. In response to these problems, biodiesel has attracted a great deal of attention. Moreover, the application of fuel additives has also been proposed for enhancing the beneficial features of biodiesel and to also eliminate its drawbacks. In line with that, the present study for the first time investigated different combinations of water and nano metal-based additives in biodiesel-diesel blend (B5). To further strengthen the environmental aspects of the study, biodiesel was produced from waste cooking oil (WCO) and emulsion fuel blends were prepared by using the homogenizing method. Water was used in three different ratios (i.e., 3, 5, and 7% wt.) and aqueous cerium oxide was used in the emulsion fuels at 90 ppm. Combustion of B5W3 containing 90 ppm cerium oxide showed brake power (bp) improvements of up to 9 and 7.5%, brake specific fuel consumprion (bsfc) up to 21 ans 11% and brake thermal effiency (bte) up to 30 and 17% compared with B5W3 and B5, respectively. Furthermore, the combustion of B5W3M led to CO2, HC, and NOx emission reductions compared with those of B5W3 and B5. Investigating the start of injection (SOI) showed that by advancing SOI to 41 degree HC and CO emissions were decreased at 100% engine load vs. the standard SOI of 38 degree. On the contrary, NOx emission reduction was obtained when the SOI was retarded to 35 degree

Item Type: Thesis (Doctoral)
Persian Title: بررسی تاثیر افزودنی ها به سوخت بیودیزل بر عملکرد و آلایندگی موتور دیزل
Persian Abstract: نگهداری و حفظ منابع انرژی از یک طرف و تشدید قوانین سختگیرانه محیط زیستی کنترل آلاینده¬های خروجی از موتور، نیازمند احتراق پاک¬تر و بهبود عملکرد موتور می¬باشد. برای حل این مشکلات، استفاده از سوخت بیودیزل از یک طرف هم به عنوان راهکاری برای حفظ منابع انرژی و هم کاهش آلاینده¬ها اهمیت بسیاری را در جهان پیدا کرده است. در این راستا، استفاده از افزودنی¬ها برای بهبود مزایا و برطرف کردن کاستی¬های آن به عنوان راهکاری مناسب می¬تواند کم کردن میزان آلایند¬های خروجی از موتورها را بدنبال داشته باشد. در این تحقیق برای اولین مرتبه، یک ترکیب جدید حاصل از افزودنی¬های آب و نانو مواد فلزی در سوخت بیودیزل-دیزل (B5) مورد استفاده قرار گرفت. با در نظر گرفتن شرایط زیست محیطی، در این پژوهش از روغن پسماند برای تهیه بیودیزل استفاده شد. تکنیک مورد استفاده برای تهیه امولسیون¬های سوخت استفاده از دستگاه هموژنایزر بود. آب در سطوح 3، 5 و 7% و نانو ذرات سریم اکساید (CeO2) در سطح ppm90 مورد استفاده قرار گرفت. بهترین نتایج برای احتراق B5 حاوی 3% آب و نانوذرات سریم اکساید (B5W3M) بدست آمد و مقادیر بیشتر آب کیفیت احتراق را کاهش داد. احتراق امولسیون B5W3M موجب بهبود توان ترمزی به مقدار 9 و %5/7، مصرف سوخت ویژه ترمزی (BSFC) به مقدار 21 و 11% و بازده حرارتی ترمزی (BTE) به مقدار 30 و 17% نسبت به B5W3 و B5 شد. همچنین، B5W3M موجب کاهش آلاینده CO2، HC و NOx نسبت به سوخت¬های دیزل B5W3 و B5 شد. اثر زمان پاشش سوخت نشان داد که جلو انداختن زمان پاشش به °41 موجب کاهش آلاینده HC و CO در بارگذاری 100% نسبت به زمان پاشش سوخت استاندارد شد. اما کاهش مقادیر NOx با عقب انداختن زمان پاشش سوخت به °35 درجه بدست آمد.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Najafi, BahmanUNSPECIFIED
Tabatabaei, MeisamUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Mirsalim, MostafaUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Biosystem
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Biosystem
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Biosystem
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Biosystem
Date Deposited: 14 Oct 2018 13:00
Last Modified: 14 Oct 2018 13:00
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/617

Actions (login required)

View Item View Item