Investigation of the impact of nanpcomposit additive on performance and emission of a diesel engine

Jabraili, Maryam (2019) Investigation of the impact of nanpcomposit additive on performance and emission of a diesel engine. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
فایل نهایی.pdf

Download (876kB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

Research Aim: Increasingly, the harmful effects of air pollution from burning fossil fuels have been investigated in many ways to use alternative fuels. On the other hand, a lot of research has been done on the addition of nanoparticles or nanocatalysts to mix biodiesel with diesel to improve fuel performance, engine contamination and thermophysical properties, but unfortunately no specific research has been done on nanocomposites. The aim of this study is to study the effect of nano oxide particles and silica oxide and their compounds on reducing engine exhaust emissions and their impact on engine performance. Research method: In this study, nanoAluminum oxide and silica oxide nano were integrated with diesel biodiesel to assess the performance and emissions of the CI engine. The nanoparticles were tested at concentrations of 30, 60, 90 and 120 ppm at 0, 30, 70 and 100%. Torque, energy, fuel consumption, carbon dioxide, nitrogen oxide and nitrogen oxide parameters were measured. In all the tests, the engine was fully loaded. Minitab 18 was used for statistical analysis of data, and Excel was used to draw performance and emissions charts. Findings: The results showed that the addition of nanoparticles to the fuel mixture has a positive performance and reduces contaminants. NO, CO2, NOx and CO contaminants in B5Al120Si0, B5Al120Si0, B5Al120Si0 and B5Al27Si63 were reduced by 271 ppm, 5.2%, 285 ppm and 784 ppm, respectively, but did not affect O2 gas emissions. Pure reduces emissions compared to fuel combinations. In the proportions of 70% nano aluminum oxide and 30% nano silicon oxide as well as 100% nano aluminum oxide and 0% silica nano oxide with increased concentration of nanoparticles from 30 ppm to 120 ppm and nitrogen oxide production increased CO decreased. In the proportions of 50% nano aluminum oxide and 50% nano silica, 30% nano aluminum oxide and 70% nano silica as well as 0% nano aluminum oxide and 100% nano oxide with increasing concentration of NOx, NOx and carbon monoxide emissions, no trend is observed Large. The concentrations mentioned were 90 ppm, where the fuel B5Al42Si18 has the best conditions in terms of minimum fuel consumption. Conclusion: The addition of nanoparticles to biodiesel reduced greenhouse gas emissions, and the impact of nanoparticles on emissions of carbon dioxide, carbon dioxide, nitrogen oxide and nitrogen oxide, so that composite samples were more efficient than pure samples.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: بررسی تاثیر افزودنی نانو کامپوزیت بر روی عملکرد و آلایندگی یک موتور دیزلی
Persian Abstract: هدف:با افزایش اثرات زیان¬بار آلودگی هوای ناشی از سوختن سوخت¬های فسیلی راه¬کارهای زیادی در استفاده از سوخت¬های جایگزین بررسی شده¬اند. از سوی دیگر، تحقیقات زیادی در زمینه افزودن نانوذرات و یا نانوکاتالیزور به مخلوط سوخت دیزل-بیودیزل باعث بهبود عملکرد، آلایندگی موتور و خواص فیزیکی-حرارتی سوخت شده است؛ اما در مورد نانوکامپوزیت¬ها تحقیق خاصی صورت نگرفته است. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر نانوذرات اکسید آلومینیوم و اکسید سیلیس و کامپوزیت آن¬ها بر کاهش گازهای مضر خروجی از موتور و تاثیر آن بر عملکرد موتور می¬باشد. روش شناسی پژوهش:در این پژوهش نانواکسیدآلومینیوم و نانواکسیدسیلیس با سوخت دیزل-بیودیزل برای ارزیابی عملکرد و انتشار گازهای خروجی مضر یک موتور دیزلی ترکیب شدند. نانوذرات با غلظت¬های ppm 30، 60، 90 و 120 و با نسب¬های 0، 30، 70، 100 درصد ترکیب آن¬ها موردبررسی قرار گرفت. پارامترهای گشتاور،توان، مصرف ویژه سوخت و گازهای مضر خروجی CO، CO2، NO، NOx و O2اندازه¬گیری شدند. در تمامی آزمایشات موتور تحت بار کامل قرار داشت. به منظور بررسی تحلیل آماری داده¬ها از نرم¬افزار Minitab 18و برای ترسیم نمودارهای عملکرد و گازهای انتشاریافته از نرم¬افزار Excel استفاده گردید. یافته¬ها:نتایج به دست آمده نشان می¬دهد که افزودن نانوذرات به مخلوط سوخت کارایی مثبتی داشته و باعث کاهش آلایندگی¬ها شده است. آلاینده¬های NO، CO2، NOx و CO به ترتیب در سوخت¬های B5Al120Si0، B5Al120Si0،B5Al120Si0 و B5Al27Si63 با مقدارهای ppm271، 2/5 درصد، ppm 285 و ppm 784 کاهش پیدا کرده ولی در گاز O2تاثیر نداشته و باعث افزایش خروجی شده وB0 گازوئیل خالص باعث کاهش انتشار نسبت به ترکیب سوخت¬ها شده است. در نسبت¬های 70درصد نانواکسید آلومینیوم و 30درصد نانواکسید سیلیس و هم چنین 100درصد نانواکسید آلومینیوم با افزایش غلظت نانوذرات از ppm30 تا ppm 120 تولید آلاینده¬های NOx و NO افزایش و COکاهش یافته است. در نسبت¬های 50 درصد نانواکسید آلومینیوم و 50 درصد نانواکسید سیلیس، 30درصد نانواکسید آلومینیوم و 70درصد نانواکسید سیلیس و هم¬چنین 100 درصد نانواکسید سیلیس با افزایش غلظت تولید گازهای NOx،NOو COروند مشخصی نداشته و بیشترین میزان تولید آلاینده¬های نامبرده در غلظت ppm 90 بوده است.سوخت B5Al42Si18 دارای شرایط بهینه از لحاظ کمترین مصرف ویژه سوخت است. نتیجه¬گیری: افزودن نانوذرات به سوخت بیودیزل-دیزل باعث کاهش تولید گازهای گلخانه¬ای شده است.. تاثیر ذرات نانو در کاهش گاز CO، CO2، NOx و NO به گونه¬ای بود که نمونه¬های کامپوزیت شده نسبت به نمونه¬های خالص کارایی بیشتری داشته است.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Pourdarbani, RaziyeUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Najafi, BahmanUNSPECIFIED
Nematollahzadeh, AliUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Biosystem
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Biosystem
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
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Biosystem
Date Deposited: 08 Jun 2020 04:47
Last Modified: 08 Jun 2020 04:47
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/11597

Actions (login required)

View Item View Item