محاسبه و مقایسه متغیرهای احتراق و شاخص های عملکرد موتورهای دیزل با سوخت جایگزین بیودیزل

محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست

حسین قدمیان ¹ , فریده عتابی ² , شاهین قاهری ³

1 - استادیار دانشکده محیط زیست و انرژی، واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی تهران
2 - استادیار دانشکده محیط زیست و انرژی، واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی تهران *(مسئول مکاتبات)
3 - کارشناس ارشد مهندسی انرژی، دانشکده محیط زیست و انرژی، واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی تهران

تاریخ دریافت : 1386/05/23 تاریخ پذیرش : 1386/11/29 تاریخ انتشار : 1391/09/01

کلید واژه: بیودیزل, B20, B100, متغیرهای احتراق, تغییر و تبدیل استری, شاخص های عملکرد موتور,

چکیده مقاله :

روغن‌های گیاهی می‌توانند برای تولید ترکیبات شیمیایی که استر خوانده می‌شوند، با یک الکل(معمولاً متانول) ترکیب شوند. درصورتی که این استرها به عنوان سوخت مورد استفاده قرار گیرند،بیودیزل نامیده می‌شوند. این سوخت قابل تجزیه بیولوژیکی است و هنگامی که به عنوان یک جزء ترکیبی مورد استفاده قرار می‌گیرد، نیازمند انجام حداقل تغییرات در موتور است . نتایج محاسبات برای شاخص های تأثیرگذار بر نحوه احتراق سوخت نشان می دهد که ارزش حرارتی خالص برای ترکیب20% بیودیزل و 80% دیزل (B20) به میزان Btu/lb 18577و برای سوخت دیزل به میزانBtu/lb 19159 می باشد. همچنین مقادیر دمای آدیاباتیک شعله سوخت به میزان 0F 3899 برای B20 و 0F 3879 برای سوخت دیزل محاسبه گردیده است. در بررسی شاخص های تاثیرگذار بر عملکرد موتورهای دیزل با معرفی و محاسبه مقادیر بازده حرارتی موتور مدل با سوخت بیودیزل و سوخت دیزل مقادیر مشابه 41% حاصل شد. همچنین توان اندیکه موتور مدل با سوخت دیزل به میزانkW 2/78 و برای سوخت بیودیزل kW7/75 محاسبه شده است. بازده حجمی موتور دیزل نیز به عنوان سومین پارامتر تاثیرگذار بر روی عملکرد موتور معرفی شد و مقادیر آن 83% برای موتور با سوخت B20 و 80% برای سوخت دیزل محاسبه گردید. نتایج حاصل نشان دهنده تفاوت های بسیار جزئی در مقادیر شاخص های احتراق و عملکردی موتور برای دو سوخت یاد شده بوده و سوخت تجدید پذیر بیودیزل را با توجه به الزامات زیست محیطی و روند کاهش ذخایر فسیلی به عنوان یکی از اصلی ترین گزینه ها برای جایگزینی سوخت دیزل مورد توجه قرار می دهد.

چکیده انگلیسی:

Abstract Vegetable Oils can be combined with alcohol (typically Methanol) to produce chemical combinations so-called Ester. They are also called biodiesel if used as fuel. This fuel is biologically decomposable. In addition, as this kind of fuel is used as component, minor changes in engine is required. Computations on effective combustion factors show that Net Heating Value is 18577 Btu/1b for a combination of 20% biodiesel and 80% diesel (B20), and it is 19159 Btu/1b for diesel fuel. The amounts of Adiabatic Flame Temperature of fuel are also calculated as 3899 ˚F for B20 and 3879 ˚F for diesel fuel. As a result of analyzing effective diesel engine performance indicators for a model of diesel engine, the amount of heat efficiency of biodiesel and diesel fuel, are the same as 41%. It is also calculated that Indicated Power of the engine model is 78.2 kW for diesel fuel and 75.7 kW for bio diesel. Diesel engine Volumetric Efficiency, as the third effective parameter of engine performance, was also introduced, and the amount of results for B20 fuel and diesel fuel were 83% and 80% respectively. The results show minor differences in the amounts of combustion and engine performance factors for both mentioned fuels. Hence, according to environmental requirements and decreasing trend of fossil resources, the renewable bio diesel fuel is spotlighted as one of the essential alternatives for diesel fuel.