بهینه‌سازی شاخص‌های عملکردی سوخت دیسترول در موتور دیزل به روش سطح پاسخ

ماشین های کشاورزی

مقاله 15، دوره 8، شماره 2 - شماره پیاپی 16، 1397، صفحه 423-434   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jam.v8i2.62389

نویسنده

گل محمد خوب بخت^*

گروه مهندسی کشاورزی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

چکیده

دیسترول اصطلاح جدیدی است که بیانگر ترکیب سوخت‌های دیزل فسیلی، بیودیزل و بیواتانول مشتق شده از گیاهان می‌باشد. در این تحقیق به بررسی تأثیر بار و سرعت موتور و همچنین درصدهای مختلف اختلاط سوخت‌های دیزل، بیودیزل و اتانول بر روی مشخصه‌های توان و گشتاور موتور دیزل OM 314 پرداخته شد. طراحی آزمایش‌ها با استفاده از روش آماری سطح پاسخ پایه‌ریزی شد و نقاط بهینه متغیرهای مستقل به‌منظور کمینه و یا بیشینه کردن سطوح پاسخ، به‌دست آمد. مدل‌های درجه دوم به‌دست آمده با استفاده از روش سطح پاسخ به‌منظور پیش‌بینی تأثیر متغیرهای ورودی بر روی سطوح پاسخ از لحاظ آماری (در سطح یک درصد) معنی‌دار بودند. نتایج نشان داد که درصدهای پایین بیودیزل و اتانول تقریباً توان و گشتاوری برابر با سوخت دیزل دارند ولی با افزایش غلظت این دو نوع سوخت در سوخت اختلاط یافته، میزان توان و گشتاور موتور کاهش می‌یابد. بیشترین میزان توان ترمزی (79 کیلووات) در بار کامل (100 درصد) و سرعت 2800 دور بر دقیقه و برای سوخت دیزل خالص (D100B0E0) اتفاق افتاد. همچنین بیشترین میزان گشتاور برای سوخت دیزل خالص (D100B0E0) و در سرعت 1630 دور بر دقیقه در بار کامل (100 درصد) و به میزان 325 نیوتن متر به‌دست آمد.

کلیدواژه‌ها

اتانول؛ بیودیزل؛ توان؛ سطح پاسخ؛ گشتاور

مراجع

1. Al-Hassana, M., H. Mujafet, and M. Al-Shannagb. 2012. An Experimental Study on the Solubility of a Diesel-Ethanol Blend and on the Performance of a Diesel Engine Fueled with Diesel- Biodiesel - Ethanol Blends. Jordan Journal of Mechanical and Industrial Engineering 6: 147-153.

2. Bavafa, M., M. Tabasizadeh, A. Farzad, B. Ghobadian, and H. Eshghi. 2014. Effect of poultry fat oil biodiesel on tractor engine performance. Journal of Agricultural Machinery 6 (1): 14-24. (In Farsi).

3. Bettis, B. L., C. O. Peterson, D. L. Auld, D. J. Driscoll, and E. D. Peterson. 1982. Fuel characteristics of vegetable oil fromoil seed crops in the Pacific Northwest. Agronomy of Journal 74: 335-9.

4. Can, O., I. Celikten, and N. Usta. 2004. Effects of ethanol addition on performance and emission characteristics of a turbocharged indirect injection diesel engine running at different injection pressures. Energy Conversion and Manage 45: 29-2440.

5. Canakci, M., A. N. Ozsezen, E. Arcaklioglu, and A. Erdil. 2009. Prediction of performance and exhaust emissions of a diesel engine fueled with biodiesel produced from waste frying palm oil. Expert Systems with Applications 36: 9268-80.

6. Carraretto, C., A. Macor, A. Mirandola, A. Stoppato, and S. Tonon. 2004. Biodiesel as alternative fuel: experimental analysis and energetic evaluations. Energy 29: 2195-211.

7. Castillo, E. D. 2007. PROCESS OPTIMIZATION: A Statistical Approach. New York: Springer.

8. Fatimah Abdul Halim, S., A. H. Kamaruddin, and W. J. N. Fernando. 2009. Continuous biosynthesis of biodiesel from waste cooking palm oil in a packed bed reactor: Optimization using response surface methodology (RSM) and mass transfer studies. Bioresource Technology 100: 710-6.

9. Hansen, A. C., and Q. Zhang. 2003. "Engine durability evaluation with E-diesel". Paper Number: 036033. In: An ASAE meeting presentation, Las Vegas, Nevada, USA, 27-30 July 2003 p. 13.

10. Kapilan, N., T. P. Ashok Babu, and R. P. Reddy. 2009. Technical aspects of biodiesel and its oxidation stability. International Journal of ChemTech Research CODEN (USA) IJCRGG 1 (2): 278-82.

11. Kaplan, C., R. Arslan, and A. Surmen. 2006. Performance characteristics of sunflowermethyl sters as biodiesel. Energy Source Part A, 28: 751-5.

12. Kass, M. D., J. F. Thomas, J. M. Storey, N. Domingo, J. Wade, and G. Kenreck. 2001. Emissions from a 5.9 liter diesel engine fueled with ethanol diesel blends. SAE Technical Paper, 01: 2018 (SP-1632).

13. Lapuerta, M., O. Armas, and R. Garcyıa-Gontreras. 2007. Stability of diesel–bioethanol blends for use in diesel engines. Fuel 86: 1351-1357.

14. Ozsezen, A. N., and M. Canakci. 2010. The emission analysis of an IDI diesel engine fueled with methyl ester of waste frying palm oil and its blends. Biomass and Bioenergy 34: 1870-1878.

15. Pang, X., Y. Mu, J. Yuan, and H. He. 2008. Carbonyl emission from ethanol-blended gasoline and biodiesel–ethanol–diesel used in engines. Atmospheric Environ- ment, 42: 1349-1358.

16. Pereira, P. A., E. T. S. Santos, T. F. Ferreira, and de J. B. Andrade. 1999. Determination of methanol and ethanol by gas chromatography following air sampling onto florisil cartridges and their concentrations at urban sites in the three largest cities in Brazil. Talanta 49: 245-252.

17. Rahimi, H., B. Ghobadian, T. Yusaf, Gh. Najafi, and M. Khatamifar. 2009. An environment-friendly IC engine fuel. Renewable Energy 34: 335-342.

18. Shi, X., Y. Yu, H. He, S. Shuai, J. Wang, and R. Li. 2005. Emission characteristics using methyl soyate–ethanol–diesel fuel blends on a diesel engine. Fuel 84: 1543-1549.

19. Usta, N. 2005. An experimental study on performance and exhaust emissions of a diesel engine fuelled with tobacco seed oil methyl ester. Energy Conversion and Management 46: 2373-86.

20. Utlu, Z., and M. S. Kocak. 2008. The effect of biodiesel fuel obtained from waste frying oil on direct injection diesel engine performance and exhaust emissions. Renewable Energy 33: 1936-41.

21. Zenouzi, A., B. Ghobadian, T. Tavakoli Hashjin, M. Feyzolahnejad, and H. Bagherpour. 2008. The effect of blending diesel and biodiesel from waste oils in engine performance compression ignition (CI). Journal of Combustion 1: 44-37.