نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مکانیزاسیون کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز

2 دانشیار مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

3 استاد گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز ، اهواز، ایران

4 استادیار گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

5 دانشیار گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه جهرم، جهرم، ایران

چکیده

در این پژوهش، تأثیر تغییر دمای مایع سیستم خنک­کنندۀ موتور بر مشخصه­های عملکردی و احتراقی موتور دیزل تک­سیلندر، چهار زمانه، آب خنک با مکش طبیعی و به ­صورت مختلط­سوز گازوییل-گاز طبیعی فشرده بررسی شد. هدف اصلی در این تحقیق، استفاده از سوخت CNG به عنوان سوخت اصلی موتور به ­صورت مختلط­سوز و تعیین مشخصه­های احتراقی و عملکردی موتور در محدودۀ عملکرد گاورنر و در سرعت­های متغیر موتور و دماهای مختلف مایع سیستم خنک­کنندۀ موتور است. آزمایش­ها در شرایط پایدار برای حالت­های کارکرد موتور به صورت آزمایش­های فاکتوریل در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا و مشخصه­های عملکردی موتور اندازه­گیری شد. نتایج آزمایش موتور نشان داد که گشتاور، توان ترمزی و فشار مؤثر متوسط ترمزی در حالت مختلط­سوز گازوییل- CNG نسبت به حالت سوخت گازوییل خالص در تمامی سرعت­ها افزایش معنی­داری یافتند. مصرف سوخت و انرژی ویژۀ ترمزی نیز با افزایش دمای مایع سیستم خنک­کننده در سرعت­های پایین موتور و همچنین کارکرد موتور به صورت مختلط­سوز کاهش معنی­داری نشان داد. با افزایش دمای مایع سیستم خنک­کننده و کارکرد موتور با حالت مختلط­سوز، بازده حرارتی ترمزی و بازده حجمی به ترتیب افزایش و کاهش معنی­داری نشان دادند. در این پژوهش، مشخص شد که استفاده از موتور به صورت مختلط­سوز گازوییل- CNG و دمای مایع خنک­کنندۀ 60 درجه سلسیوس در تمامی سرعت­ها به ترین نتیجه را روی مشخصه­های عملکردی و احتراقی موتور دارد.

کلیدواژه‌ها

Abdelghaffar, W. A., Osman, M. M., Saeed, M. N., & Abdelfatteh, A. I. (2002). Effects of coolant temperature on the performance and emissions of a diesel engine. Proceedings of the Internal Combustion Engine Division Spring Technical Conference (16885). April 14–17, Rockford, Illinois, USA.
 
Anon. (2010). The greenhouse gases, regulated emissions, and energy use in transportation model. GREET Argonne, IL.
 
Attia, M., Abdel-Rehim, A., Osama, B. A. D. R., & Salah, E. E. (2014). An experimental investigation on performance and emissions of a single cylinder dual fuel Diesel-CNG engine combined with EGR. International Journal of Automotive Engineering and Technologies, 3(3), 91-102.
 
Aydin, Z., & Safa, A. (2020). Performance and emission characteristics of waste frying oil biodiesel blends as pilot fuel on a dual fuel compression ignition engine. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 1-16.
 
Ayhan, V., Parlak, A., Cesur, I., Boru, B., & Kolip, A. (2011). Performance and exhaust emission characteristics of a diesel engine running with LPG. International Journal of Physical Sciences, 6(8), 1905-1914.
 
Barata, J. M. (1995). Performance and emissions of a dual fueled DI diesel engine (No. 952364). SAE Technical Paper.
 
Bari, S., & Hossain, S. N. (2019). Performance of a diesel engine run on diesel and natural gas in dual-fuel mode of operation. Energy Procedia, 160, 215-222.
 
Chaichan, M. T. (2014). Combustion of dual fuel type natural gas/liquid diesel fuel in compression ignition engine. Journal of Mechanical and Civil Engineering (IOSR JMCE), 11(6), 48-58.
 
Chandra, R., Vijay, V. K., Subbarao, P. M. V., & Khura, T. K. (2011). Performance evaluation of a constant speed IC engine on CNG, methane enriched biogas and biogas. Applied Energy, 88(11), 3969-3977.
 
Hariprasad, T. (2013). Effect of injection pressure on performance of dual fuel diesel engine (No. 2013-01-2887). SAE Technical Paper.
 
Hossain, A. K., Smith, D. I., & Davies, P. A. (2017). Effects of engine cooling water temperature on performance and emission characteristics of a compression ignition engine operated with biofuel blend. Journal of Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems, 5(1), 46-57.
 
Karagöz, Y., Sandalcı, T., Koylu, U. O., Dalkılıç, A. S., & Wongwises, S. (2016). Effect of the use of natural gas–diesel fuel mixture on performance, emissions, and combustion characteristics of a compression ignition engine. Advances in Mechanical Engineering, 8(4), 1687814016643228.
 
Lounici, M. S., Loubar, K., Tarabet, L., Balistrou, M., Niculescu, D. C., & Tazerout, M. (2014). Towards improvement of natural gas-diesel dual fuel mode: An experimental investigation on performance and exhaust emissions. Energy64, 200-211.
 
Mahla, S. K., Singla, V., Sandhu, S. S., & Dhir, A. (2018). Studies on biogas-fuelled compression ignition engine under dual fuel mode. Environmental Science and Pollution Research, 25(10), 9722-9729.
 
Maji, S., Pal, A., & Arora, B. B. (2008). Use of CNG and diesel in CI engines in dual fuel mode (No. 2008-28-0072). SAE Technical Paper.
 
Martyr, A. J., & Plint, M. A. (2011). Engine testing: theory and practice. Elsevier.
 
Mehmet, Tangoz, S., Akansu, S. O., & Kahraman, N. (2019). Alternative fuels for internal combustion engines. In Carlucci, A. P. (Ed.), The future of internal combustion engines. Intechopen Pub.
 
Nugroho, A., Sinaga, N., & Haryanto, I. (2018). Performance of a compression ignition engine four strokes four cylinders on dual fuel (diesel–LPG). Proceedings of the AIP Conference. May 3,  https://doi.org/10.1063/1.5054570. AIP Publishing LLC.
 
Pang, H., & Brace, C. J. (2004). Review of engine cooling technologies for modern engines. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 218(11), 1209-1215.
 
Papagiannakis, R. G. (2018). Comparative Assessment for Improvement of Performance and Exhaust Emissions in Existing Dual-Fuel Diesel Engines. Journal of Energy Engineering, 144(5), 04018054.
 
Pathak, S. K., Nayyar, A., & Goel, V. (2021). Optimization of EGR effects on performance and emission parameters of a dual fuel (Diesel+ CNG) CI engine: An experimental investigation. Fuel, 291, 120183.
 
Rehman, A., Sarviya, R., Dixit, S., & Pandey, R. K. (2010). Influence of coolant temperature on the performance of a four stroke spark ignition engine employing a dual circuit cooling system. Agricultural Engineering International: CIGR Journal, 12(1), 84-90.
 
Rosha, P., Ibrahim, H., Nanda, A. K., Mohapatra, S. K., Mahla, S. K., & Dhir, A. (2020). Effect of hydrogen‐enriched biogas induction on combustion, performance, and emission characteristics of dual‐fuel compression ignition engine. AsiaPacific Journal of Chemical Engineering, 15(3), 24-35.
 
Sahoo, B. B., Sahoo, N., & Saha, U. K. (2021). Performance and Environmental Studies of a Compression-Ignition Stationary Engine Under Biogas‐Diesel Dual-Fuel Mode. Journal of The Institution of Engineers (India): Series C, 102(2), 409-419.
 
Thomas, S., Saroop, A., Rajak, R., & Muthiah, S. (2011). Investigation on the effect of coolant temperature on the performance and emissions of naturally aspirated gasoline engine (No. 2011-26-0089). SAE Technical Paper.
 
Wei, L., & Geng, P. (2016). A review on natural gas/diesel dual fuel combustion, emissions and performance. Fuel Processing Technology, 142, 264-278.
 
Wei, L., Yao, C., Wang, Q., Pan, W., & Han, G. (2015). Combustion and emission characteristics of a turbocharged diesel engine using high premixed ratio of methanol and diesel fuel. Fuel, 140, 156-163.
 
Yusaf, T. F., Buttsworth, D. R., Saleh, K. H., & Yousif, B. F. (2010). CNG-diesel engine performance and exhaust emission analysis with the aid of artificial neural network. Applied Energy, 87(5), 1661-1669.