تحلیل انرژی موتور دیزل با استفاده از مخلوط‌های سوختی دیزل و بیودیزل حاوی نانو ذرات اکسید گرافن

ماشین های کشاورزی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 12 خرداد 1400  

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jam.2021.67098.0

نویسندگان

میثم اسحقی پیره اسحقی پیره¹؛ محمد غلامی پرشکوهی ²؛ داود محمدزمانی¹

¹آزاد اسلامی تاکستان

²گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، واحد تاکستان، دانشگاه آزاد اسلامی

چکیده

در این تحقیق وضعیت تعادل گرمایی در یک موتور دیزل تک سیلندر، چهار زمانه و آب ‌خنک با کاربرد نانو‌ ذرات اکسید گرافن در مخلوط‌های سوختی دیزل- بیودیزل بررسی شد. نانو‌ ذرات اکسید گرافن در سه سطح 30، 60 و 90 پی‌پی‌ام به مخلوط-های بیودیزل-دیزل (نسبت‌های حجمی صفر، 5 و 20 درصد بیودیزل) اضافه شد. آزمایش‌ها در شرایط بار کامل و سرعت‌ 1500 دور در دقیقه انجام شد. نتایج ارزیابی مدل پیش‌بینی توان مفید خروجی، توان معادل آلاینده‌های خروجی اگزوز و توان معادل تلفات گرمایی سیستم خنک‌کننده نشان داد که مدل نمایی برازش بهتری داشت. با افزودن بیودیزل و نانو ذرات اکسید گرافن به سوخت دیزل توان مفید کاهش یافت. به‌طوریکه با افزودن 60 پی‌پی‌ام اکسید گرافن و 20 درصد بیودیزل به سوخت دیزل، توان مفید خروجی به کمترین مقدار خود رسیده و در حدود 52/5 درصد کاهش یافت. به منظور دستیابی به بیشترین توان مفید خروجی و با اولویت افزودن بیودیزل به مقدار بالا، ترکیب سوختی90 پی‌پی‌ام اکسید گرافن و 20 درصد بیودیزل به طور نسبی دارای شرایط بهتری بود. با افزودن 30 پی‌پی‌ام اکسید گرافن به سوخت دیزل خالص، توان معادل دود اگزوز به کمترین مقدار خود رسیده و در حدود 5/18 درصد کاهش یافت. در حالت کلی تلفات گرمایی از طریق سیستم خنک‌کننده در سوخت دیزل خالص نسبت به سایر ترکیبات سوختی پایین‌تر بود.

کلیدواژه‌ها

نانو ذرات؛ اکسید گرافن؛ انرژی؛ بیودیزل؛ مدل‌سازی