多标准决策技术,用于选择最佳的氨能份额在氨-生物柴油燃料反应性控制的压缩点火发动机中

科学领域:

• 燃烧科学 燃烧科学
• 可持续能源技术 可持续能源技术

背景情况:

• 传统发动机面临温室气体和监管排放的挑战.
• 低温燃烧,特别是反应控制式压缩点火 (RCCI),提供了减少排放的解决方案.
• 氨是一种有前途的无碳燃料,可以实现净零排放.

研究的目的:

• 为了研究RCCI燃烧的性能和排放特性,使用不同的氨能预混合分数 (AEPF) 与藻类生物柴油进行预混合.
• 确定最佳的AEPF以提高压缩点火发动机的热效率和减少排放.
• 应用多标准决策技术 (AHP和TOPSIS) 进行最佳的燃料混合选择.

主要方法:

• 使用单,水冷3.5千瓦CI发动机,在各种负载下以每分钟1500转运行.
• 测试了20%,30%,40%和50%的氨能预混合分数 (AEPF),使用藻类生物柴油作为高反应性燃料.
• 采用分析层次流程 (AHP) 和技术,以类似于理想解决方案 (TOPSIS) 的优先顺序进行数据分析和优化.

主要成果:

• 40%的氨份额RCCI模式显示,CO2减少了14.16%,NOx减少了22.6%,烟雾排放减少了42.1%.
• 与纯生物柴油相比,使用40%氨混合物观察到热效率有11.5%的显著改善.
• 在AHP-TOPSIS分析中,AEPF40在所有测试的发动机负载中被确定为最佳选择.

结论:

• 使用40%氨能预混合分量的RCCI燃烧可大幅减少排放量并提高热效率.
• 在RCCI发动机中的氨-生物柴油混合物代表了更清洁,更高效的内燃机的可行策略.
• AHP和TOPSIS的组合有效地确定了可持续燃料应用的最佳操作参数.