تحقیقات موتور

تحقیقات موتور

بررسی اثر غلظت الکل در سوخت بیواتانول با درصدهای مختلف در قدرت و گشتاور ‏موتور ‏EF7

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران
چکیده
استفاده رو افزون از سوخت­‌های فسیلی، نوسانات قیمت محصولات نفتی، کاهش ذخایر موجود و مسئله آلاینده‌های زیست محیطی محققان را در جهت یافتن منابع تجدیدپذیر و ترجیحا غیرفسیلی برای تامین انرژی مجاب نموده است. در دهه گذشته، استفاده از سوخت‌­های بافت گیاهی که آلایندگی کمتری دارند، بسیار مورد توجه صنعت و محققین قرار گرفته‌­اند. متانول و اتانول را از نفت خام و گاز طبیعی نیز می‌­توان بدست آورد، ولی در این میان اتانول از اهمیت بیشتری برخوردار است، چرا که به عنوان یک تجدیدپذیر به آسانی و از مواد آلی مانند دانه­‌های گیاهی  یا چغندر قند و غیره هم قابل حصول هستند. اتانول اشتعال پذیر است و بسیار بهتر از سوخت­‌های دیگر مشتعل می­‌شود. هنگامی که اتانول به صورت کامل بسوزد، حاصل آن فقط آب و دی اکسید کربن است. به دلیل همین موضوع به لحاظ کاهش آلاینده­‌های زیست محیطی مورد توجه بوده و سوخت مناسبی برای بخش حمل و نقل عمومی محسوب می­‌شود. استفاده از چنین سوخت­‌هایی باعث تغییراتی در تولید توان‌، گشتاور و راندمان موتور خواهد شد که در این مقاله، سوخت بنزین با اتانول 96 درصد به صورت سه مخلوط E5، E10 و E15  تهیه شده و در موتور EF7 مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین نتایج بدست آمده با پژوهشی مشابه با اتانول 99.8 درصد برای تهیه سوخت ترکیبی، مقایسه شده است. نتایج نشان داد که سوخت ترکیبی E15 که از اتانول با غلظت 96 درصد تهیه شده است، عملکرد موتور را افزایش می‌­دهد. همچنین بیشترین مقدار گشتاور در دور 3000 رخ داد و  برابر است با 118.2 نیوتن متر که نشان می­‌دهد نسبت به بنزین خالص 4.62 درصد افزایش داشته است. هچنین نتایج بدست آمده نشان داد که استفاده از اتانول با درصد بالاتر از عملکرد موتور کاسته است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigating the effect of bioethanol fuel concentration with different percentages on power and torque in EF7 engine

نویسندگان English

Alireza Baratian
Seyed Amirhossein Mirsane
Amir Mohammad Jadidi
Alireza Hajiali Mohammadi
Faculty of Mechanical Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
چکیده English

The increasing use of fossil fuels, fluctuations in the price of petroleum products, the reduction of available reserves and the issue of environmental pollutants have encouraged researchers to find renewable and preferably non-fossil sources for energy supply. In the last decade, the use of plant tissue fuels, which have less pollution, have received much attention from industry and researchers. Methanol and ethanol can also be obtained from crude oil and natural gas, but ethanol is more important because it is easily renewable and from organic materials such as plant seeds or sugar beets, etc. are also available. Ethanol is flammable and ignites much better than other fuels. When ethanol is completely burned, the result is only water and carbon dioxide. Due to this issue, it is of interest in terms of reducing environmental pollutants and it is considered a suitable fuel for the public transportation sector. In this article, gasoline fuel with 96% ethanol was prepared as three mixtures of E5, E10 and E15 and will be analyzed in the EF7 engine. Also, the obtained results were compared with a similar study in which 99.8% ethanol was used to prepare mixed fuel. The results showed that E15 mixed fuel, which is prepared from ethanol with a concentration of 96%, increases the performance of the engine. Also, the maximum amount of torque occurred at 3000 rpm and is equal to 118.2 Nm, which shows that it has increased by 62.4% compared to special gasoline. Also, the obtained results showed that the use of ethanol with a higher percentage reduces engine performance.

کلیدواژه‌ها English

Internal Combustion Engine
Mixed Fuels
Ethanol
Torque and Power
[1] El-Sheekh MM, El-Nagar AA, ElKelawy M, Bastawissi HA. Maximization of bioethanol productivity from wheat straw, performance and emission analysis of diesel engine running with a triple fuel blend through response surface methodology. Renewable Energy. 2023 Jul 1;211:706-22. doi: 10.1016/j.renene.2023.04.145  
[2] Sandaka BP, Kumar J. Alternative vehicular fuels for environmental decarbonization: A critical review of challenges in using electricity, hydrogen, and biofuels as a sustainable vehicular fuel. Chemical Engineering Journal Advances. 2023 May 15;14:100442. doi: 10.1016/j.ceja.2022.100442
[3] Shahinsha NM, John JA, Singh K, Kumar N. Reduction in automotive emissions by ethanol blending in SI engine: A review. Materials Today: Proceedings. 2023 Apr 15. doi: 10.1016/j.matpr.2023.03.808
[4] Sutanto H, Setianto CH. Experimental study of the effect of adding bioethanol to RON 90 gasoline on exhaust gas emissions of a four-stroke motor vehicle. Teknika: Jurnal Sains dan Teknologi. 2021 Oct 15;17(2):113-8. doi: 10.36055/tjst.v17i2.11330
[5] Karthikeyan A, Venkatesh D, Ramkumar T. Experimental investigation on spark ignition engine using blends of bio-ethanol produced from citrus peel wastes. International Journal of Ambient Energy. 2017 Feb 17;38(2):112-5. doi: 10.1080/01430750.2015.1048900   
[6] C’anakci M, Ozsezen AN, Alptekin E, Eyidogan M. Impact of alcohol–gasoline fuel blends on the exhaust emission of an SI engine. Renewable Energy. 2013 Apr 1;52:111-7. doi: 10.1016/j.renene.2012.09.062
[7] De Simio L, Gambino M, Iannaccone S. Effect of ethanol content on thermal efficiency of a spark-ignition light-duty engine. International Scholarly Research Notices. 2012;2012. doi: 10.5402/2012/219703
[8] Wibowo CS, Adian F, Masuku M, Nugroho Y, Sugiarto B. The optimization performance of mixed fuel gasoline RON 88, 92, 98 with bioethanol on spark ignition engine. International Journal of Engineering Research & Technology. 2020;9(9):989-92. doi: 10.14716/ijtech.v11i7.4473
[9] Pulkrabek WW. Engineering fundamentals of the internal combustion engine. 2004.
[10] Hosseini H, Hajialimohammadi A, Gavzan IJ, Hajimousa MA. Numerical and experimental investigation on the effect of using blended gasoline-ethanol fuel on the performance and the emissions of the bi-fuel Iranian national engine. Fuel. 2023 Apr 1;337:127252. doi: 10.1016/j.fuel.2022.127252
دوره 70، شماره 3 - شماره پیاپی 72
مقالات برتر بیستمین کنفرانس دینامیک شاره ها
پاییز 1402
صفحه 18-29

  • تاریخ دریافت 05 اردیبهشت 1403
  • تاریخ بازنگری 15 اردیبهشت 1403
  • تاریخ پذیرش 15 اردیبهشت 1403