تاثير زيست‌ديزل سويا بر عملكرد و آلايندگي موتور اشتعال تراكمي سريع

Effect of soybean biodiesel on performance and emissions of a high-speed compression-ignition engine

بيوديزل يك جايگزين تجديدپذير و پايدار براي سوخت‌هاي فسيلي است كه از روغن‌هاي گياهي و چربي‌هاي جانوري بدست مي‌آيد. در اين مقاله به بررسي آزمايشگاهي استفاده از متيل استر روغن سويا (زيست‌ديزل) در سوخت نفت‌گاز با نسبت اختلاط‌هاي B0، B2، B5 و B10 پرداخته شده است. در اين مطالعه مشخصه‌هاي عملكردي و آلايندگي سوخت نفت‌گاز معمولي و مخلوط‌هاي سوخت زيست‌ديزل با هم مقايسه شده است. آزمون‌ها در شرايط پايا با يك موتور ديزل پاشش مستقيم 90 كيلوواتي مجهز شده به سامانه چرخش مجدد گازهاي خروجي و بدون اصلاحات در زينه بندي موتور انجام شده است. نتايج تجربي مصرف سوخت ويژه ترمزي، گشتاور و دماي گازهاي خروجي و همچنين نتايج تجربي آلاينده‌هايي همچون دي‌اكسيد كربن، دوده، اكسيد نيتروژن، مونواكسيدكربن و هيدروكربن‌هاي نسوخته ارايه و در مورد آنها بحث شده است. نتايج تجربي مشخصه‌هاي عملكردي موتور در شرايط مختلف (بار و دور موتور مختلف) افت كمي در توان موتور و افزايش محسوس در مصرف سوخت ويژه ترمزي به دليل ارزش حرارتي كوچكتر زيست‌ديزل نشان داد. آلاينده‌هاي دوده، مونواكسيدكربن و هيدروكربن با افزايش درصد اختلاط زيست‌ديزل در مقايسه با نفت‌گاز خالص افزايش يافت. هر چند افزايش در آلاينده‌هاي اكسيد نيتروژن و دي‌اكسيدكربن با افزايش درصد اختلاط زيست‌ديزل مشاهده شد.

Biodiesel is a renewable and sustainable alternative fuel that is derived from vegetable oils and animal fats. In this paper an experimental investigation is conducted to evaluate the use of soybean oil methyl ester (biodiesel) in the diesel fuel at blend ratios of B0, B2, B5 and B10. In this study, the performance and emissions characteristics of conventional diesel fuel and biodiesel fuel blends were compared. The tests were performed at steady-state conditions in a direct injection diesel engine with 90 kW power that was equipped with EGR and no modification of calibration. The experimental results of brake-specific fuel consumption (BSFC), torque and exhaust temperature as well as carbon dioxide (CO2), smoke, nitrogen oxide (NOx), carbon monoxide (CO) and unburned hydrocarbon (UHC) emissions were presented and discussed. The results of engine performance parameters at different conditions (different load and engine speed) showed a negligible loss of engine power and a significant increase in brake specific fuel consumption due to lower heating value of biodiesel. Smoke, CO and HC emissions were decreased by increasing blends of soybean oil as compared to pure diesel. However the increase in engine NOx and CO2 emissions was observed with the increase of biodiesel percentage in the blended fuel.