تحقیقات موتور

تحقیقات موتور

مطالعه تجربی اثر افزودن نانوذرات کروی عامل دار به بنزین بر عملکرد موتور اشتعال جرقه ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه شهید رجائی/تهران/لویزان
2 دانشگاه شهید رجائی، تهران، لویزان
3 پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران
10.22034/er.2026.2075576.1106
چکیده
افزودن نانوذرات به سوخت پایه یکی از راه‌های بهبود عملکرد موتور است. نانوذرات فلزی و اکسیدهای فلزی اثرات مثبتی بر عملکرد موتور دارند، اما استفاده از آنها به دلیل سمیت محدود است. بنابراین، استفاده از نانوذرات سازگار با محیط زیست ضروری است. در این تحقیق، نانوذرات کربنی کروی عامل‌دار سنتز، تجزیه و تحلیل شده و به عنوان افزودنی سوخت استفاده شده‌اند. این نانوذرات سمیت و اثرات زیست‌محیطی کمی دارند. سنتز آنها آسان است و هزینه تولید کمی دارند. گروه‌های عاملی مورد استفاده در این ذرات به پایداری در سوخت و اکسیداسیون کمک می‌کنند. آنها با دو غلظت 40 ppm و 60 ppm به بنزین اضافه شدند و مخلوط‌ها در موتور احتراق جرقه‌ای تیبا یورو 4 استفاده شدند. مجموعه‌ای از آزمایش‌ها برای بررسی تأثیر نانوذرات بر عملکرد موتور و تشکیل آلاینده‌ها انجام شد. پارامترهای عملکردی و غلظت آلاینده‌ها در سرعت‌های مختلف در حالت بار کامل اندازه‌گیری شدند. نتایج نشان دهنده بهبود در فرآیند احتراق بود که منجر به افزایش گشتاور و توان موتور و کاهش دمای گازهای خروجی و مصرف سوخت و در برخی موارد، تشکیل آلاینده‌ها شد. بهترین نتیجه در دور موتور ۳۵۰۰ دور در دقیقه و با غلظت نانوذرات ۴۰ ppm بدست آمد که در آن گشتاور و توان موتور به ترتیب ۴.۶٪ و ۳.۴٪ افزایش و مصرف سوخت ویژه ترمزی و غلظت مونوکسید کربن و هیدروکربن‌های نسوخته به ترتیب ۸.۶٪، ۴۰٪ و ۳۰.۶٪ در مقایسه با نتایج بنزین خالص کاهش یافت.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Experimental investigation of the effects of addition of functionalized spherical carbon nanoparticles into gasoline on the performance of a spark-Ignition Engine

نویسندگان English

Amirhossein Radaei 1
Kamran Mobini 2
Ali Mirmohammadi 2
Alimorad Rashidi 3
1 Shahid Rajaee University.Tehran.Iran
2 Department of Mechanical Engineering, Shahid Rajaee Teacher-Training University, Lavizan, Tehran, Iran
3 Nanotechnology Research Center, Research Institute of Petroleum Industry (RIPI), Tehran, Iran
چکیده English

Adding nanoparticles to base fuel is one of the ways to improve engine performance. Metal nanoparticles and metal oxides have positive effects on engine performance, but their use is limited due to their toxicity. Therefore, it is necessary to use environmentally compatible nanoparticles. In this research, functionalized spherical carbon nanoparticles have been synthesized, analyzed and used as fuel additives. These nanoparticles have low toxicity and environmental impact. They are easy to synthesize and have low production cost. The functional groups used in these particles help stability in fuel and oxidation. They were added to gasoline with two concentrations of 40 ppm and 60 ppm, and the blends were used in the Tiba Euro 4 spark-ignition engine. A series of experiments were conducted to study the effect of nanoparticles on engine performance and pollutant formation. The performance parameters and pollutant concentrations were measured at different speeds in full load mode. The results showed an improvement in the combustion process which led to increase of the engine’s torque and power and decrease of exhaust gas temperature and fuel consumption, and in some cases, pollutant formation. The best result was obtained at 3500 rpm and with a nanoparticle concentration of 40 ppm, for which the engine torque and power were increased by 4.6% and 3.4% respectively, and brake specific fuel consumption and carbon monoxide and unburned hydrocarbon concentrations were decreased by 8.6%, 40% and 30.6% respectively, compared to the pure gasoline results.

کلیدواژه‌ها English

functionalized carbon nanoparticles
spark-ignition engine
gasoline additives
engine performance
exhaust emissions

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 16 آبان 1405

  • تاریخ دریافت 10 بهمن 1404
  • تاریخ بازنگری 08 شهریور 1405
  • تاریخ پذیرش 16 آبان 1405