Studing the Effect of CNG as an Alternative Fuel in a Petrol-Base Engine on Power Reduction and Suggestion for Its Compensation

محمد مهدی, کبیرنجفی and دکتر ابراهیم, عبدی اقدم (2009) Studing the Effect of CNG as an Alternative Fuel in a Petrol-Base Engine on Power Reduction and Suggestion for Its Compensation. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
2 فهرست مطالب.pdf

Download (840kB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

In this work, the volumetric efficiency and the brake power are determined by experimental results according to fuel conversion efficiency and brake mean effective pressure at wide open throttle (WOT) conditions for a bi-fuel spark ignition petrol-base engine that in open literature and specially inland literature has not been fully clarified the variations of the parameters due to changing the fuel. In next step, the inhaled energy ratio of CNG to gasoline has been determined and the effect of changing fuel on the inhaled energy reduction as the main reason of the power reduction has been shown. Then, the ratio of volumetric efficiency of CNG to that of gasoline has been theoretically calculated. Also in the calculation, the effect of gasoline vaporization in the intake manifold has been considered and the ratio of the volumetric efficiency was compared with that one obtained by averaging over the all volumetric efficiency ratios (from processing the experimental data). Afterwards the ratio of the total volumetric flow rates were calculated and predicted. In next stage, two suggestions for compensation of the power reduction were introduced. In the first suggestion, the effect of simultaneous usage of two fuels on the brake power and the inhaled energy was studied. The calculations were based on gasoline mass fraction in the fuel mixture. Engine supercharging to compensate the power reduction due to changing fuel was considered as the second suggestion. For prediction of the cylinder charge properties during the combustion stroke, the available models of laminar and turbulent burning velocities have been studied and proper models for methane and isooctane were included in the LUSIE code. Running the code, cylinder pressure, burned and unburned mixture temperatures and burned mass fraction versus crank angle at 3500 rpm, also peak cylinder pressure, maximum burned gas temperature and proper spark advance versus engine speed were obtained.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: مطالعه تاثیر گازسوز کردن موتور پایه بنزینی در افت قدرت و پیشنهاد راه¬کارهای مناسب جهت جبران آن
Persian Abstract: در اين پژوهش، با استفاده از نتایج تجربی مربوط به راندمان تبدیل سوخت و فشار موثر متوسط ترمزی که در شرایط بار کامل از یک موتور اشتعال- جرقه¬ای دوگانه¬سوز استخراج شده است، راندمان حجمی و توان ترمزی که دو پارامتر مهم و متاثر با تغيير سوخت بنزین به گاز طبیعی می¬باشند، برآورد می¬شود که در منابع در دسترس و بالاخص منابع داخلی کمتر بطور واضح و مستند به ميزان تغييرات این پارامترها در اثر تغيير سوخت اشاره شده است. در گام بعدی نسبت انرژی دردسترس گاز طبیعی به بنزين بررسی می¬شود که روشن می¬کند کاهش انرژی دردسترس يکی از ريشه¬های موثر در ميزان افت قدرت در اثر تغيير سوخت می¬باشد. در ادامه بطور کاملاً تئوری، نسبت راندمان حجمی سوخت گاز طبیعی به بنزین در همان موتور مشخص با در نظرگرفتن اثر میزان تبخیر بنزین در مانیفولد ورودی بر این نسبت، محاسبه می¬شود و با نسبت راندمان حجمی که از پردازش داده¬های تجربی حاصل شد، مقایسه می¬گردد و سپس نسبت دبی حجمی کل ورودی به موتور با تغییر سوخت پیش¬بینی می¬شود. سپس دو پیشنهاد برای جبران افت قدرت ناشی از تغییر سوخت مطرح می¬شود. در پیشنهاد اول، با در نظرگرفتن برخی مفروضات، اثر استفاده¬ی همزمان از مخلوط دو سوخت بر قدرت خروجی بررسی و معادلات حاکم بر آن محاسبه شده است. محاسبات مذکور بر پايه¬ی کسر جرمی بنزين در مخلوط انجام می¬گيرند. همچنين در ادامه، اثر استفاده¬ی همزمان از مخلوط دو سوخت بر انرژی دردسترس بررسی شده است. اين مطالعه به عنوان پيشنهاد اوليه جهت رفع مقداری از افت قدرت موتورهای پايه بنزينی گازسوزشده مطرح می¬گردد. سپس در پیشنهاد دوم، میزان پرخورانی کردن موتور برای جبران افت قدرت ناشی از تغییر سوخت برآورد شده است. به منظور پیشگویی خواص محتویات سیلندر طی مرحله¬ی احتراق، مدل¬هایی که برای سرعت سوختن لایه¬ای و متلاطم هریک از سوختهای مذکور در ادبیات فن مطرح شده¬اند بطور وسیع مورد مطالعه قرار گرفته است و با توجه به دامنه¬ی استخراج آنها و دامنه¬ی کاری موتور، موارد مناسب برای اعمال در کد LUSIE انتخاب شدند. نتایج حاصل از اجرای کد برای هر یک از سوختها نمایش داده شده و مقایسه گردیده است. در سرعت مربوط به بیشینه گشتاور و بیشینه فشار موثر متوسط ترمزی که در موتور مورد نظر، rpm 3500 بود، فشار داخل سیلندر، دمای مخلوط نسوخته و سوخته و همچنین کسر جرمی مخلوط سوخته شده برحسب زاویه¬ی میل¬لنگ برای هر سوخت نمایش داده شده است. در نهایت، در گستره¬ی سرعت موتور 1500 تا rpm 5500، بیشینه فشار سیلندر، بیشینه دمای مخلوط و همچنین میزان آوانس جرقه برای هر یک از سوختها نشان داده شده و مقایسه گردیده¬اند.
Supervisor:
SupervisorE-mail
دکتر ابراهیم, عبدی اقدمUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
-, -UNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Date Deposited: 03 Jul 2019 06:53
Last Modified: 03 Jul 2019 06:53
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/7241

Actions (login required)

View Item View Item