17972

17972

بررسي تجربي و تعيين مشخصات مخلوط سوخت پتروديزل - بيوديزل روغن كرچك - بيوديزل پيه گاو

كارشناسي ارشد

طراحي، شبيه سازي و كنترل فرآيندها

اسفندماه 1395

دكتر محمد امين ثباتي - دكتر برات قباديان

مهندسي شيمي، نفت و گاز

در تحقيق حاضر، سوخت زيستي بيوديزل حاصل از ترانس استريفيكاسيون روغن كرچك و چربي پيه گاو به عنوان دو منبع غيرخوراكي توليد شد. خصوصيات فيزيكي و شيميايي اين دو نوع سوخت به صورت خالص و مخلوط هاي دو و سه جزئي با پتروديزل مورد بررسي قرار گرفت. خواص مورد بررسي گرانروي، چگالي، پايداري اكسيداسيون، ارزش حرارتي، مشخصات سرمايي و نقطه اشتعال بودند. نتايج تحقيقات نشان داد كه گرانروي بالاي بيوديزل روغن كرچك(C100) و عملكرد نامناسب سرمايي بيوديزل پيه گاو(B100) با اختلاط مناسب قابل جبران هستند. سپس با درنظر گرفتن مخلوط هاي دو جزئي و سه جزئي با هدف مقايسه متغيرهاي عملكردي و آلاينده هاي منتشر شده از اگزوز يك موتور ديزل تك سيلندر هوا خنك بررسي گرديد.مخلوط هاي سوخت تهيه شدهD100، C10، B10، C20، B20، C5B5، C10B10 در بار %100 و در دورهاي 1600 تا rpm2800 با گام rpm300 مورد آزمايش قرار گرفتند.بازده حرارتي با استفاده از مخلوط هاي بيوديزل نسبت به طور ميانگين%61/6 در دورهاي مختلف نسبت به سوخت ديزل خالص كاهش داشت.مخلوط سوخت C5B5 داراي نزديكترين بازده به سوخت ديزل خالص است.توان موتور در هنگام استفاده مخلوط سوخت هاي ديزل و بيوديزل به طور ميانگين كاهش %67/3 داشت.گشتاور توليدي در دورهاي مختلف، ميانگين افزايش 7/0 درصدي را براي مخلوط هاي بيوديزل در مقايسه با ديزل از خود نشان داد.به طور كلي همه مخلوط هاي بيوديزل، گشتاور نزديك به سوختD100 داشتند.بالاترين ميزان مصرف سوخت مربوط به سوخت C10B10 با افزايش%62/19 و كمترين آن مربوط به مخلوط C5B5، كه افزايش 18/8 درصدي در مقايسه با ديزل داشت.ميزان انتشار CO در دورهاي مختلف براي مخلوط هاي بيوديزل كاهش73/5درصدي نسبت به ديزل خالص نشان مي-دهد.انتشار آلاينده CO2 و HC براي مخلوط سوخت هاي بيوديزل در دورهاي مختلف موتور به طور ميانگين افزايش%86/7 و كاهش%3/16 داشت.ميزان انتشار آلاينده NOx براي مخلوط هاي سوخت بيوديزل در دورهاي مختلف به طور ميانگين افزايش %36/11 در مقايسه با ديزل داشت.با درنظر گرفتن پارامترهاي عملكردي و آلاينده هاي خروجي موتور، با استفاده از مخلوط C10B10 ضمن حفظ توان و گشتاور موتور در شرايط مناسب، ميزان آلاينده هاي خروجي، بيشترين كاهش را در مقايسه با ديزل داشت و بنابراين مي تواند جايگزين مناسبي براي سوخت ديزل خالص در موتور تحت آزمايش مي باشد. واژه‌هاي كليدي: بيوديزل، روغن كرچك،پيه گاو، تست عملكرد، آلاينده، موتور ديزل، هوا خنك.

1396/08/06

10/28/2017 12:00:00 AM

In the present study, two different biodiesels have been produced by transesterification of beef tallow and castor oil as two non-edible sources. Different physical properties including viscosity, density, oxidation stability, heat value, cold properties, and flash point have been investigated for different binary and ternary blends of these biodiesels and petrodiesel. It was found that the problems associated with high viscosity of pure castor oil biodiesel (C) and poor cold properties of pure beef tallow biodiesel (B) can be solved by blending. Then, the performance of different blends in terms of engine parameters and emission has been investigated using a single-cylinder air-cooled diesel engine. Different blends including D100, C10, B10, C20, B20, C5B5, C10B10 have been examined in full load condition and different speeds in the range of 1600 to 2800 rpm with 300 rpm step. In average, comparing to petrodiesel, 6.61% decrease in the thermal efficiency was observed using different biodiesel/petrodiesel blends in different engine speeds. The best performance in term of thermal efficiency was related to C5B5 blend. In average, comparing to petrodiesel, 3.67% decrease in the engine power was observed using different biodiesel/petrodiesel blends in different engine speeds. In average, comparing to petrodiesel, 0.7% increase in the engine torque was observed using different biodiesel/petrodiesel blends in different engine speeds. Besides, 19.62% and 8.18% increase in brake specific fuel consumption (BSFC) were observed for C10B10 and C5B5 in comparison with petrodiesel, respectively. Regarding CO emission, in average, 5.7% decrease in comparison with petrodiesel was observed using different biodiesel/petrodiesel blends in different engine speeds. Regarding CO2 emission, in average, 7.86 % increase in comparison with petrodiesel was observed using different biodiesel/petrodiesel blends in different engine speeds. Regarding hydrocarbon emission, in average, 16.3 % decrease in comparison with petrodiesel was observed using different biodiesel/petrodiesel blends in different engine speeds. Regarding NOx emission, in average, 11.36 % increase in comparison with petrodiesel was observed using different biodiesel/petrodiesel blends in different engine speeds. Considering the results of engine performance and emission tests, C10B10 blend showed the best performance and can be sutiable alternative for petrodiesel. Keywords: Biodiesel, Castor oil, Beef tallow, Performance test, Emission, Diesel Engine, air cooled