تأثیر سرعت بر قابلیت کاردهی یک موتور بنزینی با استفاده از مخلوط سوخت‌های بنزین – اتانول

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مکانیک بیوسیستم، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد مکانیک بیوسیستم، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

3 استادیار گروه مهندسی بیوسیستم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

در سال‌های اخیر به منظور کمی ساختن کیفیت، انرژی مفهومی تحت عنوان «اکسرژی» تعریف گردیده و به طور گسترده در طراحی، شبیه‌سازی و ارزیابی عملکرد سیستم‌های مختلف حرارتی و شیمیایی-حرارتی به کار برده شده است؛ لذا برای ارزیابی کیفیت موتورهای بنزینی در این تحقیق، قابلیتکاردهی یک موتور بنزینی با استفاده از مخلوط سوخت‌های بنزین و اتانول مورد بررسی قرار گرفت. همچنین تأثیر دورهای rpm 2500 و rpm 4500  بر تحلیل قانون دوم ترمودینامیک با سوخت‌های مختلف، بررسی شد. ترم‌های مورد بررسی در این تحقیق شامل قابلیتکاردهی از طریق انتقال گرما، بازگشت ناپذیری، قابلیتکاردهی کل، قابلیتکاردهی سوخت سوخته شده می‌باشند. نتایج این تحقیق نشان داد که، پارامترهای قابلیتکاردهی برای بنزین و ترکیب‌های مختلف اتانول تا مرحله‌ی احتراق زیاد می‌شوند؛ سپس با شروع مرحله‌ی انبساط کاهش می‌یابند. برای سوخت ، 23/32 درصد از اکسرژی ورودی به اکسرژی کار اندیکاتوری تبدیل می­شود. این مقدار برای سوخت‌های ، ،  و  به ترتیب 37/26، 5/28، 3/30 و 8/31 درصد می‌باشد. با افزایش مقدار اتانول بازده قانون دوم ترمودینامیک بیشتر می‌شود.بازده قانون دوم در دور rpm4500 برای سوخت‌های ، ، ،  و  به ترتیب 32%، 7/35%، 8/39%، 8/42% و 50% می‌باشد. همچنین با کاهش دور به rpm2500 بازده برای سوخت‌های ، ، ،    و  کاهش و به ترتیب 7/26%، 4/30%، 31%، 34% و 36% شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of engine speed on availability of an SI Engine for gasoline-ethanol blends

نویسندگان [English]

  • S Rostami 1
  • M Eslami 2
  • M. Kiani Deh Kiani 3
  1. Abd Alla, G.H. 2002. Computer simulation of a four stroke spark ignition engine. Energy Conversion and Management, 43: 1043-1061.
  2. Ameri, M., Kiaahmadi, F., and Khanaki, M. 2012. Comparative analysis of the performance of a dual – fuel internal combustion engine for CNG and gasoline fuels. Journal of Power Technologies, 92: 214 – 226.
  3. Agarwal, A.K. 2007. Biofuels (alcohols and biodiesel) applications as fuels for internal combustion engines. Progress in Energy and Combustion Science, 33:233–271.
  4. Al-Hasan, M. 2003. Effect of Ethanol – Unleaded Gasoline Blends on Engine Performance and Exhaust Emission. Energy Conversion and Management, 44:1547–1561.
  5. Alkidas, A.C. 1988. The application of availability and energy balances to a diesel engine. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 110: 462-469.
  6. Began, A. 1988. Advanced engineering thermodynamics, New York, Wiley.
  7. Caton, J.A. 2010. Implications of fuel selection for an SI engine: Results from the first and second laws of thermodynamics. Fuel, 89: 3157–3166.
  8. Caton, J.A. 2000. On the destruction of availability (exergy) due to the combustion 493process-with specific application to the internal combustion engine. Energy, 25:1097–117.
  9. Cengel, Y.A., and Boles M.A. 1998. Thermodynamics, an Engineering Approach. 2nd ed. McGraw-Hill.
    1. Celik, M.B. 2008. Experimental determination of suitable ethanol–gasoline blend rate at high compression ratio for gasoline engine. Applied Thermal Engineering, 28:396–404.
    2. Fatehi, R., Khalilarya, SH., and Ebrahimi, R. 2013. Energy and Exergy analyses of homogeneous charge compression ignition engine. Thermal Science, 17:107-117.
    3. Fergusan, C., and Kirkpatric, A. 2001. Internal Combustion Engine: Applied Therosciences (3rd ed). Wiely, New York.
    4. Fu, J., Liu, J., Feng, R., Yang, Y., Wang, L., and Wang, Y. 2013. Energy and exergy analysis on gasoline engine based on mapping characteristics experiment. Applied Energy, 102: 622-630.
    5. Gharehghani, A., Hosseini, R., Mirsalim, M., and Talal, F., 2015. A comparative study on the first and second law analysis and performance characteristics of a spark ignition engine using either natural gas or gasoline. Fuel, 158: 488–493.
    6. Ghobadian, B., and Rahimi, H. 2006. Evaluation of engine performance using net diesel fuel and biofuel blends. The 1st Combustion Conference of Iran, Tarbiat Modares University. Tehran. Iran.
    7. Goudarzi, A., and Doustdar, M.M. 2014. Exergic Comparison of SI Engines Performance for Gasoline, Methane and Hydrogen Fuel. Fuel and Combustion, 1: 89-105. (In Persian with English abstract).
    8. Habibian., S.H., Ebrahimi., R., Rostami., S. 2014. Thermodynamic modeling of combustion process of a DI diesel fueled with biodiesel. M.Sc thesis of in Agricultural Machinery. Shahrekord University Faculty of Agriculture. Shahrekord. Iran.
    9. Heywood, J.B. 1988. Internal combustion engine fundamentals, McGraw- Hill, New York.
    10. Kamboj, S.K., and Karimi, M.N. 2012. The effect of compreission rations and fuels on the energetic, exergetic and ecological efficiency of an air standard Otto cycle. International Journal of Energy Science, 3:320 – 332.
    11. Rakopoulos, C.D., and Giakoumis, E.G. 2006. Second-Law Analyses Applied to Internal Combustion Engines Operation. Progress in Energy and Combustion Science, 32: 2-47.
    12. Rezapour, K., Mason, B.A., Wood, A.S., Ebrahimi, M.K. 2014. Bi-fuel SI Engine Model for Analysis and Optimization. Universal Journal of Mechanical Engineering. 2(2), 71-82.
    13. Rezapoor, k. 2012. Availability analysis of a bi- fuel SI engine model for improvement ITS performance. International Journal on "Technical and Physical Problems of Engineering, 4: 115-121.
    14. Sezer, I., and Bilgin, A. 2013. Effects of charge properties on exergy balance in spark ignition engines. Fuel, 112: 523-530.
    15. Sezer, I., Bilgin, A. 2008. Exergy analysis of SI engines. International Journal of Exergy, 5: 204-217.
    16. Sayin, C., Hosoz, M., Canakci, M., and Kilicaslan, I. 2006. Energy and exergy analyses of a gasoline engine. International Jouranal of Energy Research, 31:259-273.
    17. Woschni, G. 1967. A Universally Applicabl Equation for the Instantaneous Heat Transfer Coefficienent in the Internal Combustion Engine. DOI: 10.4271/67093, SAE Paper 670931.
    18. Yoon, S.H., and Lee, C.S. 2012. Effect of undiluted bioethanol on combustion and emissions reduction in a SI engine at various charge air conditions. Fuel, 97: 887-890.