使用RSM和机器学习优化使用纳米Al2O3化生物柴油为燃料的LHR发动机的压缩比
Radha Krishna Gopidesi1, Kautkar Nitin Uttamrao2, Channa Keshava Naik N3
1School of Engineering, Department of Mechanical Engineering, Presidency University Bengalore India gopidesi.radhakrishna@presidencyuniversity.in.
使用生物柴油混合物的飞灰涂层低热排放 (LHR) 发动机中优化压缩比 (CR) 显著提高制动热效率 (BTE) 并减少排放. 该研究发现,CR18在性能和更清洁的燃烧方面是最佳的.
科学领域:
- * 燃烧工程 燃烧工程
- * 其他替代燃料
- * 发动机性能分析
背景情况:
- *研究柴油发动机的先进燃烧策略对于满足严格的排放法规至关重要.
- * 带有热屏障涂层的低热拒绝 (LHR) 发动机可以提高热效率.
- *生物柴油混合物,特别是那些含有纳米添加剂的混合物,正在作为传统柴油燃料的可持续替代品进行探索.
研究的目的:
- * 评估不同压缩比 (CR) 对飞灰涂层LHR柴油发动机的性能和排放的影响.
- * 根据不同的CRs,评估基于纳米Al2O3的乳化棉生物柴油混合物 (B20W10Al200) 的有效性.
- *使用机器学习和多响应可取性来优化发动机参数,以提高效率和减少排放.
主要方法:
- *使用响应表面方法 (RSM) 进行实验调查,将制动功率 (BP) 和CR作为变量.
- *分析发动机性能参数 (BTE,BSFC) 和废气排放 (NOx,HC,CO,烟雾不透明).
- * 极端梯度增强 (XGBoost) 和夏普利增量扩展 (SHAP) 的应用用于预测建模和因素重要性分析.
主要成果:
- *在CR18实现最佳性能,产生最大BTE (29.03%) 和最小BSFC (0.269千瓦-1小时-1小时).
- *在CR18中观察到CO (0.104%) 和烟雾不透明度 (19.3%) 的显著降低,而CR16显示NOx排放较低.
- *XGBoost模型显示出高预测准确度 (R2>0.90);制动功率被确定为影响反应的主导因素.
结论:
- * 热屏障涂层LHR发动机和纳米乳化生物燃料的组合显示出更清洁,更高效的燃烧的巨大潜力.
- *在BP = 2.49 kW和CR = 18时确定了一个最佳运行点,达到0.751.75的复合可取性.
- * 该研究验证了使用先进的发动机技术和替代燃料实现压缩点火发动机可持续能源解决方案的可行性.
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