使用碳纳米管 (CNT) 与三代不同的生物柴油混合的柴油机的燃烧,排放和性能比较分析
Aman Singh Rajpoot1, Gaurav Saini2, Hussain Mohamed Chelladurai1
1Sustainable Energy Technology Laboratory, Department of Mechanical Engineering, PDPM Indian Institute of Information Technology, Design, and Manufacturing, Jabalpur, Madhya Pradesh, India.
将碳纳米管 (CNT) 添加到生物柴油中可以提高柴油发动机的性能和效率. 这项研究表明,CNT纳米添加剂改善了燃烧,减少了颗粒物和CO2等排放,尽管NOx排放略有增加.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 生物柴油是由各种石油产生的,被探索为柴油发动机的可持续替代燃料.
- 纳米添加剂,特别是碳纳米管 (CNT),正在越来越多地研究其提高燃料性能和发动机性能的潜力.
- 优化生物柴油性能需要了解纳米添加剂对不同生物柴油原料的影响.
研究的目的:
- 评估碳纳米管 (CNT) 作为第一,第二和第三代生物柴油中的纳米添加剂的影响.
- 评估CNT增强型生物柴油对柴油发动机性能指标和排放特征的影响.
- 确定CNT纳米添加剂的最佳应用,以提高柴油发动机效率和减少对环境的影响.
主要方法:
- 使用了一四冲程直喷柴油发动机,具有特定的压缩比和注射时间.
- 来自大豆 (1 代),尼姆 (2 代) 和 Nannochloropsis oculata 微藻 (3 代) 的纯生物柴油与 100 ppm 的 CNT 纳米粒子混合.
- 发动机性能和排放量在0-100%的负载范围内进行测量.
主要成果:
- 此外,CNT增强了气压力 (0.8-10.69%),热释放率 (HRR) (6.38-21.69%),以及制动热效率 (BTE) (0.32-1.62%).
- 制动特定燃油消耗 (BSFC) 和制动特定能量消耗 (BSEC) 分别减少了2.53-8.13%和1.07-3.77%.
- 烟雾不透明度 (BSN) (6.26-12.85%),颗粒物 (PM) (11.04-18.33%) 和二氧化碳 (2.53-8.14%) 显著减少,NOx排放显著增加 (13.62-18.37%) 在满载时.
结论:
- 在各种生物柴油世代中使用100ppm的CNT纳米添加剂有效地提高了柴油发动机的性能.
- 通过CNT增强的生物柴油导致燃料消耗降低,PM,烟雾和CO2的排放减少.
- 虽然对性能和一些排放有好处,但氧化物排放的增加需要进一步调查和减缓策略.
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