تأثير الوقود المضاف على أداء وانبعاث محرك الاحتراق الداخلي

الباحث

عبد الله عصام طارق

المشرف

عادل محمود صالح

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة الميكانيكية / الهندسة الميكانيكية

الشهادة

ماجستير

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Fuel additives;Internal combustion engine;Emissions;Engine performance

من المتوقع أن يصبح النفط الخام والمنتجات البترولية نادرة ومكلفة في هذا القرن. يتحسن الاقتصاد في استهلاك الوقود للمحركات كل يوم وسيستمر في التحسن. ومع ذلك ٠ بدأت الزيادة الهائلة في عدد السيارات والشاحنات في السيطرة على الطلب على الوقود. في المستقبل القريب ، سيصبح الديزل الخفيف نادرًا ومكلقًا. GY التكلفة العالية لوقود الديزل قد أدت إلى الاهتمام بالوقود البديل ، وخاصة في محركات الاشتعال بالضغط (CIE) ، الخيارات المتاحة لأنواع الوقود البديلة مثل الديزل الحيوي والديزل الثقيل لأن له مزايا عديدة على ashy الديزل. تشمل فوائد وقود الديزل الحيوي ol gine المنخفض من الكبريت ¢ وزيادة نقطة الوميض ٠ والتشحيم ، وارتفاع عدد السيتان ، وعدم السمية ، ويحتوي أيضًا على حوالي 10/ إلى 7/11 أكسجين. يعتبر الديزل الثقيل (HD) بديلاً اقتصاديًا للوقود لتوليد الطاقة نظرًا لتكلفة إنتاجه المنخفضة وكثافة طاقته العالية مقارنةً بالديزل الأحفوري. يقدم هذا العمل دراسة تجريبية لتأثير إضافات الوقود على أداء المحرك وانبعاثات العادم والتحليل الاقتصادي.. تم تحليل محرك ديزل أحادي الأسطوانة ، رباعي الأشواط ، ذو حقن مباشر مع خليط وقود مختلف في هذه الدراسة. تم إجراء اختبار عملي باستخدام مزيج من [الديزل الخفيف (LD100) والديزل الخفيف والديزل الحيوي ( (LD50B50 ،LD80B20 ومزيج الديزل الخفيف والديزل الثقيل ( LD80HD20 ،LD80HD20 709))]. يتم تقديم الدراسة التجريبية في قسمين. تمت مقارنة تأثيرات استخدام وقود الديزل وأنواع الوقود الأخرى في القسم الأول بسرعات مختلفة من 1750 دورة في الدقيقة إلى 2750 دورة في الدقيقة cle) فترات 250 دورة في الدقيقة) وأحمال ثابتة تبلغ 16 نيوتن متر مع نسبة ضغط ثابتة (CCR19) يبحث القسم الثاني في تأثير استخدام وقود الديزل وأنواع الوقود الأخرى بسرعات ثابتة تبلغ 1500 دورة في الدقيقة وأحمال مختلفة من 0.628 كيلوواط إلى 2.512 كيلو واط (على فترات 0.628 كيلو واط) مع نسبة ضغط متغيرة (14,16,18 (VCR تم إجراء التجربة بسرعة محرك محددة عند 1500 دورة في الدقيقة ، وحمل ثابت ، ونسب ضغط 14: 1 و 16: 1 و 18: 1. نسبة الضغط المثلى التي تعطي أفضل أداء وانبعاثات أقل لغاز العادم هي 18: 1. عند أعلى نسبة ضغط ، 18: 1 ٠ لوحظ أن 41.6 بار ، 40.9 بار، 3 بار ، 36.6 بار و 40 بار للديزل الخفيف القياسي ومزيج الاختبار ‘LD80B20 ،LD50B50 LD8OHD20 (70 درجة مئوية) ، و 108011020 ، على التوالي. أظهرت نتائج المرحلة الأولى من العمل التجريبي أنه عند إضافة وقود الديزل الحيوي إلى الديزل ، تزداد انبعاثات BSFC و VE و NOX و CO2 مع النسبة المئوية لمحتوى الديزل الحيوي.

Crude oil and petroleum products are expected to become scarce and expensive in this century. The fuel economy of engines is improving every day and will keep on. However, a huge rise in the number of cars and trucks has begun to control fuel demand. In the near future, light diesel will become scarce and expensive. because the high cost of diesel fuel has led to an interest in alternative fuels, especially in compression ignition engines (CIE) the options available for alternative fuels like biodiesel and heavy diesel because it has many advantages over diesel fuel. The benefits of biodiesel fuel include its low sulfur content, greater flash point, lubricity, high CN, and non-toxicity, and it also contains about 10% to 11% oxygen. Heavy Diesel (HD) is an economical fuel alternative for power generation due to its low production cost and high energy density than that undertaken for fossil diesel. This work presents an experimental study of the effect of fuel additives on the engine performance, exhaust emissions and economic analysis. A single-cylinder, four-stroke, direct-injection diesel engine with various fuel mixes was analyzed in this study. Practical testing was conducted utilizing [Light diesel (LD100), Light diesel-biodiesel blends (LD80B20, LD50B50), and Light diesel-Heavy diesel blends (LD80HD20, LD80HD20(70oC)]. The experimental study is presented in two sections. The effects of utilizing diesel fuel and other fuel blends were compared in the first section at different speeds from 1750 rpm to 2750 rpm (in intervals of 250 rpm) and constant loads of 16 N.m with a constant compression ratio (CCR19). The second section investigates the effect of utilizing diesel fuel and other fuel blends at constant speeds of 1500 rpm and different loads from 0.628 kW to 2.512 kW (in intervals of 0.628 kW ) with a variable compression ratio (VCR 14:1,16:1 and 18:1). The experiment was carried out with an engine speed set at 1500 rpm, a constant load, and compression ratios of 14:1, 16:1, and 18:1. An optimum compression ratio which gives the best performance and lower exhaust gas emissions is 18:1. At the highest compression ratio, 18:1, it is observed that 41.6 bar, 40.9 bar, 39.3 bar, 36.6 bar and 40 bar are for standard LFO and test blends LD50B50, LD80B20, LD80HD20 (70oC), and LD80HD20, respectively. The results of the first stage of the experimental work showed that when adding biodiesel to diesel, the BSFC, VE, NOX and CO2 emissions increase with the percentage of biodiesel content. The maximum increase at (CCR19) for (LD80B20 and LD50B50) was (7.2% and 13.7%), (2.7% and 5.6%), (18.2% and 44%), (16.8% and 25.5%). The BTE, EGT, UHC and CO emissions decreased with an increase in the percentage of biodiesel content for (LD80B20 and LD50B50) by (4.1% and 6.15%), (5% and 10.5%), (13% and 22.5%) and (21.1% and 38.1%), respectively. The BSFC increased with heavy diesel-diesel blends for (LD80HD20 (70oC) and LD80HD20) by (1.7% and 3.4%), for CO2 emissions of (LD80HD20 (70oC)) increased by (4.8%) and for CO of LD80HD20 increased by (6.7%) compared to LD100. The BTE, VE, EGT, NOX and UHC emissions by decreased with heavy diesel-diesel blends for [LD80HD20 (70oC), LD80HD20], (1.34%, 2.82%), (2.9, 3.2), (2.2% and 7.1%), (5% and 10.8%) and (8.6%, 6%), respectively. CO of LD80HD20 (70oC) decreased (11.2%), and CO2 of LD80HD20 decreased by (7.1%) compared to LD100. The results of the second stage of the experimental work manifested that the maximum improvement obtaineds for the compression ratio 18 and it becomes comparable with that of light diesel. The BTE of LD80HD20 (70oC), LD80HD20, LD80B20, and LD50B50 decreased of (7.1%, 11.5%, 16.3% and 21%), respectively, compared to LD100. The BSFC of LD80HD20 (70oC), LD80HD20, LD80B20, and LD50B50 fuel blends increased by (11.3%, 15%, 25.5% and 39.3%), respectively, compared to LD100 fuel. The volumetric efficiency readings in the biodiesel blend (50%) used are the highest (3%). The EGT for LD80HD20 (70oC), LD80HD20, LD80B20, and LD50B50 increased by (1.9%, 3.1%, 6%, and 10.6%), respectively compare to LD100. The NOx emissions of LD80HD20, LD80HD20 (70oC), LD80B20, and LD50B50 increased by an average of (4.3%, 9.8%, 14.4% and 20.5%), respectively, compared to LD100. The UHC emissions of LD80HD20 (70oC), LD80B20, and LD50B50 decreased by an average of (6.1%, 13.1% and 26.4%), while the LD80HD20 increased by (10%), respectively, compared to LD100. The CO emissions of LD80HD20 (70oC), LD80B20, and LD50B50 decreased by (5.3%, 10.3% and 21.6%), while the LD80HD20 increased by (14.5%), respectively, compared to LD100. The CO2 emissions at the highest CR 18:1 for LD80HD20 (70oC), LD80B20, and LD50B50 increased by (8.7%, 13.1% and 26.2%), while the LD80HD20 decreased by (17.4%), respectively, compared to LD100. The smoke opacity values for LD80HD20, LD80HD20 (70oC) and LD80B20 were (7.7%, 16.8% and 29.9%), respectively. The lowest smoke opacity obtained was (35.3%) with LD50B50.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب