تأثیر افزودن هیدروژن و نیتروژن بر آلاینده‌ های موتور دیزل سنگین با احتراق اشتعال تراکمی با واکنش ‌پذیری مهار شده

نویسندگان

چکیده

هدف از این مطالعه ارزیابی عملکرد یک موتور دیزل سنگین با احتراق اشتعال تراکمی با واکنش‏پذیری مهار شده با سوخت‏های گاز طبیعی و گازوئیل است که توسط گازهای هیدروژن و نیتروژن غنی سازی شده­اند. در این مطالعه، موتور دیزل سنگین تک استوانه کاترپیلار تحت فشار مؤثر متوسط درست ناخالص معادل 9.4 بار (در محدوده بار میانی) تنظیم شده است. مقدار سوخت تزریق شده درون محفظه احتراق در هر چرخه ثابت بوده و با فرض ثابت بودن محتوی کل انرژی سوخت­ها، گازهای هیدروژن و نیتروژن با نسبت حجمی %75 به %25 به همراه گازهای بازگردانی شده از خروجی دود به تدریج به گاز طبیعی افزوده می‏شوند. نتایج مطالعه نشان می‏دهد با افزودن گازهای هیدروژن و نیتروژن به گاز طبیعی می‏توان سهم انرژی هیدروژن به کل سوخت‏ها را بدون افزایش قابل توجه شدت صوت احتراق به مقدار 40.24% افزایش داد و به بازده درست ناخالص بیش از 50% دست یافت. همچنین، بدون تلفات قابل ملاحظه­ای در توان خروجی موتور، سطوح آلاینده‏های موتور نظیر اکسیدهای نیتروژن، مونوکسید کربن، هیدروکربن‏های نسوخته و فرمالدئید کاهش قابل ملاحظه­ای خواهد داشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of hydrogen and nitrogen addition on heavy duty diesel engine emissions under reactivity controlled compression ignition combustion

چکیده [English]

The aim of this study is to evaluate a heavy duty diesel engine operation under reactivity controlled compression ignition combustion fueled with diesel oil and natural gas enriched with hydrogen and nitrogen addition. In this study, a single cylinder heavy– duty diesel engine is set to operate at 9.4bar gross IMEP (Mid- Load). The amount of injected diesel oil per cycle into the engine combustion chamber assumes to be fixed and hydrogen and nitrogen (75:25 volumetric proportion of hydrogen: nitrogen) along with exhaust gas recirculation are gradually added to natural gas while the total fuel energy content is kept fixed. The results show that by adding hydrogen and nitrogen to natural gas, without the exposure to the excessive combustion noise, the hydrogen energy share can be enhanced up to 40.24% and the gross indicated efficiency more than 50% is achievable. Moreover, without significant engine power losses, the engine emission levels such as NOx, carbon monoxide, unburned hydrocarbon, and formaldehyde are reduced significantly.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Reactivity controlled compression ignition combustion
  • Heavy duty diesel engine emission
  • Natural gas
  • Hydrogen
  • Nitrogen
دوره 56، شماره 56 - شماره پیاپی 56
مقالات برتر یازدهمین همایش بین المللی موتورهای درونسوز و نفت
آذر 1398
صفحه 45-53
  • تاریخ دریافت: 06 آذر 1401
  • تاریخ بازنگری: 30 اردیبهشت 1403
  • تاریخ پذیرش: 06 آذر 1401