بررسی هزینه ویژه سوخت کاربرد ترکیب سوخت‌های دیزل- بیودیزل- بیواتانول در یک موتور دیزل

ماشین های کشاورزی

مقاله 11، دوره 9، شماره 2 - شماره پیاپی 18، 1398، صفحه 385-397   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jam.v9i2.64690

نویسنده

گل محمد خوب بخت^*

گروه مهندسی کشاورزی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

چکیده

در طی سال‌های اخیر تلاش­های فراوانی را در جهت صرفه‌جویی و مصرف منطقی نفت و گاز، بهینه‌سازی تجهیزات انرژی بر و جایگزینی سوخت‌های فسیلی با منابع انرژی تجدیدپذیر انجام داده‌اند. برای یک سوخت جایگزین سوخت دیزل بسیار مهم است که از نظر فنی و محیطی مورد قبول، از لحاظ اقتصادی، قابل رقابت و به آسانی در دسترس باشد. در این تحقیق به بررسی تاثیر بار و سرعت موتور و همچنین درصدهای مختلف اختلاط سوخت‌های دیزل، بیودیزل و بیواتانول بر روی عملکرد اقتصادی موتور دیزل OM 924 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 تاثیر متغیرهای ورودی بر روی سطوح پاسخ از لحاظ آماری (در سطح یک درصد) معنی‌دار بودند. نتایج نشان داد که با افزایش بار اعمالی به موتور هزینه ویژه سوخت در تمام اختلاط‌های سوختی کاهش می‌یابد. همچنین با افزایش سرعت موتور میزان هزینه ویژه سوخت در بارهای پایین به دلیل افزایش مصرف ویژه سوخت روند صعودی شدیدی دارد و در بارهای بالا و میانه این روند افزایشی، ملایم‌تر شده و در بارهای بالا با افزایش سرعت موتور هزینه ویژه سوخت ابتدا کاهش و سپس افزایش می‌یابد. میزان هزینه ویژه سوخت با افزایش درصد بیواتانول و بیودیزل در سوخت‌های اختلاط‌یافته نسبت به سوخت دیزل افزایش یافت و سوخت دیزل کمترین میزان هزینه ویژه سوخت (580 ریال به‌ازای هر کیلووات ساعت) را در سرعت 2139 دور بر دقیقه و بار کامل (100 درصد) به خود اختصاص داد.

کلیدواژه‌ها

بیواتانول؛ بیودیزل؛ سطح پاسخ؛ سوخت؛ هزینه

مراجع

1. Andreoli, C., and S. P. De souza. 2007. a melhor alternativa para conversão da energia solar e fossil em etanol. Econ Energy 59: 27-33.

2. Anonymous. 2007. International Energy Agency (IEA). Biodiesel statistics. IEA energy technology essentials. Paris: OECD/IEA; January 2007.

3. Armas, O., K. Yehliu, and A. L. Boehman. 2010. Effect of alternative fuels on exhaust emis- sions during diesel engine operation with matched combustion phasing. Fuel 89: 438-56.

4. 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.

5. Biofuels Platform. 2010. ENERS Energy Concept. Production of biofuels in the world; 2010 (available online bhttp://www.biofuels-platform.ch/en/infos/production.php? id=bio-ethanolN last visited: 26 Feb 2010).

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. Ghobadian, B., H. Rahimi, A. M. Nikbakht, Gh. Najafi, and T. F. Yusaf. 2009. Diesel engine performance and exhaust emission analysis using waste cooking biodiesel fuel with an artificial neural network. Renew Energy 34: 976-82.

9. Karabektas, M. 2009. The effects of turbocharger on the performance and exhaust emissions of a diesel engine fuelled with biodiesel. Renew Energy 34: 989-93.

10. Kim, S., and B. E. Dale. 2005. Environmental aspects of ethanol derived from no-tilled corn grain: nonrenewable energy consumption and greenhouse gas emissions. Biomass Bioenergy 28: 475-89.

11. Lin, B. F., J. H. Huang, and D. Y. Huang. 2009. Experimental study of the effects of vegetable oil methyl ester on DI diesel engine performance characteristics and pollutant emissions. Fuel 88: 1779-85.

12. Lujan, J. M., V. Bermúdez, B. Tormos, and B. Pla. 2009. Comparative analysis of a DI diesel engine fuelled with biodiesel blends during the European MVEG-A cycle: Performance and emissions (II). Biomass Bioenergy 33: 948-56.

13. Myers, R. H., and D. C. Montgomery. 2002. Response Surface Methodology. Process and Product Optimization Using Designed Experiments, 2nd ed.; John Wiley & Sons: New York.

14. Solomon, B. D., J. R. Barnes, and K. E. Halvorsen. 2007. Grain and cellulosic ethanol: history, economics, and energy policy. Biomass Bioenergy 31:416-25.

15. Subbaiah, G. V., K. R. Gopal, and S. A. Hussain. 2010. The Effect of Biodiesel and Bioethanol Blended Diesel Fuel on the Performance and Emission Characteristics of a Direct Injection Diesel Engine. Iranica Journal of Energy and Environment 3: 211-221.

16. Von Sivers, M., G. Zacchi, L. Olsson, and B. Hahn-Hägerdal. 1994. Cost analysis of ethanol from willow using recombinant Escherichia coli. Biotechnol Prog 10: 555-60.

17. Xue, J., T. E. Grifta, and A. C. Hansen. 2011. Effect of biodiesel on engine performances and emissions. Renewable and Sustainable Energy Reviews 15: 1098-1116.