Noticias

Aug 19, 2023

Mejora de las características de combustión, emisión y estabilidad del diésel

Informes científicos volumen 12,

Scientific Reports volumen 12, Número de artículo: 18963 (2022) Citar este artículo

931 Accesos

1 Citas

Detalles de métricas

Esta investigación se esforzó por aumentar la aplicabilidad del metanol en motores de CI que utilizan n-decanol como codisolventes. El trabajo se dividió en fases binarias. En primer lugar, se examinaron las estabilidades del metanol puro (M100) y del metanol hidratado (MH10), con diésel como combustible de referencia, a distintas temperaturas: 10 °C, 20 °C y 30 °C. Los hallazgos mostraron que las combinaciones M100-diésel y MH10-diésel eran inestables. Por tanto, se utilizó n-decanol como codisolvente. Posteriormente se evaluaron las características de combustión y emisiones del motor mediante la manipulación de tres proporciones de mezclas M100-diésel con n-decanol. Tres mezclas compuestas por 5, 10 y 15 % de M100 con 20 % de n-decanol, que se denominan M5, M10 y M15, correspondientemente. Estas combinaciones se evaluaron mediante evaluación termogravimétrica y sus propiedades fisicoquímicas se evaluaron de acuerdo con la norma ASTM. La presión máxima en el cilindro, la tasa de liberación de calor y la tasa de aumento de la presión disminuyeron en un 10, 11 y 10 %, respectivamente, para las combinaciones M100/diésel/n-decanol en comparación con el aceite diésel. La eficiencia térmica del freno se redujo en un 10 %, mientras que el consumo de combustible específico del freno aumentó en un 10 % para las combinaciones en comparación con el diesel. Los niveles de opacidad de NOx y humo disminuyeron en aproximadamente un 30 y un 50 %, respectivamente, mientras que el CO y la UHC aumentaron en aproximadamente un 50 y un 60 % para las mezclas en comparación con el gasóleo.

La utilidad económica y la disponibilidad de la energía son desafíos clave que influyen en nuestra vida diaria1. En consecuencia, el reconocimiento de la instalación de combustibles alternativos para su explotación en sistemas de combustión, incluidos los motores de encendido por compresión (CI), es un desafío imperativo2. Además, la utilización de aceites de petróleo aumenta drásticamente las concentraciones de CO2 en el medio ambiente. En este sentido, se ha recomendado la aplicación de combustibles establecidos a partir de fuentes ecológicas, incluyendo biodiesel y alcoholes, para disminuir los riesgos de subproductos de la combustión2,3.

Precisamente, el metanol ha sido identificado como un prometedor combustible de sustitución en los últimos años. Esto se atribuye a sus proveedores generalizados, fabricación a granel y activos físicos y químicos decentes4. En consecuencia, el metanol se considera un combustible alternativo que se ha convertido en una de las opciones esenciales para la combustión ecológica en los motores de combustión interna5,6. Sin embargo, algunas preocupaciones están asociadas con la manipulación del metanol (M100), que incluyen la vía de sustitución, la iniciación en frío, el obstáculo de ignición en situaciones de carga parcial y la fluctuación de la combustión7. El aspecto más esencial del combustible no convencional establecido para los motores de combustión interna es su número de cetano relevante (CN), que es pequeño para M1001. Además, la viabilidad de M100 ha sido examinada durante siglos combinándolo con combustible diésel atribuyéndole su renovabilidad y sustancia O2, lo que reduciría drásticamente las concentraciones de hollín posteriores7,8. La cantidad de NOx creada por M100 también se minimiza debido a su elevado calor latente de vaporización (LHV) que reduce la temperatura de combustión. Las limitaciones adicionales del M100 como alternativa al combustible diésel comprenden su valor calorífico inferior (HV) y las preocupaciones sobre la constancia de la combinación mientras se mezcla con combustible9,10.

El metanol (M100) se puede utilizar en motores de combustión interna mediante dos técnicas, incluido el modo combinado o el modo dual. El modo de mezcla incluye las mezclas de M100 y diesel utilizando emulsionantes o codisolventes11, mientras que en el modo dual, el metanol se implanta individualmente en el colector de admisión5,12. El beneficio clave de mezclar M100 y combustible diesel es que M100 se inserta sucesivamente en la región de combustión y aparece en zonas, donde puede reducir significativamente la contaminación. La adición de emulsionantes o codisolventes se ha considerado una vía para abordar el problema de la miscibilidad5. Tipos limitados de investigación han evaluado los efectos de insertar M100 en un colector de escape para aliviar el efecto de enfriamiento de M10013. Nour et al.14 examinaron la adición de etanol y agua en el colector de escape para eliminar sus consecuencias endotérmicas. Informaron que hubo un aumento en la presión máxima en el cilindro, la presión efectiva media y el retraso en el encendido para las mezclas de etanol y agua en comparación con el diesel.

Venu y Madhavan15 examinaron el rendimiento del motor usando mezclas de diésel/biodiésel/M100 (20 % por volumen) y diésel/biodiésel/etanol (20 % por volumen) utilizando éter dietílico (DEE) como aditivos. Afirmaron que agregar DEE a las mezclas aumentó la duración de la combustión, la presión en el cilindro y el consumo de combustible específico del freno, mientras que los niveles de NOx, PM y humo disminuyeron. Sugirieron que esto podría atribuirse a la caída en el retardo de encendido y al LHV elevado del M100 al agregar DEE. Sayin16 investigó los factores de combustión y emisiones de un motor diésel que funciona con mezclas de diésel/M100 (5, 10 y 15 % por volumen) con diferentes presiones y longitudes de inyección. Los experimentos se realizaron a presiones de inyección de 180, 200 y 220 bar y tiempos de 15, 20 y 25 grados APMS. Indicaron que el aumento de la fracción M100 en las mezclas redujo el BSFC, la opacidad del humo, el CO y el total de hidrocarburos no quemados (THC), mientras que el nivel de NOx aumentó. Afirmaron que no había ninguna consecuencia positiva en el rendimiento del motor al cambiar la sincronización y la presión de la inyección.

Otro estudio realizado por Jiao et al.17 ha investigado las características de combustión y emisión de un motor diésel impulsado por una mezcla de diésel/biodiésel/M100 (15,2 % en volumen). También estudiaron esta mezcla a diferentes altitudes de cero m, 3500 m y 5500 m. Afirmaron que la presión en el cilindro, dp/dtheta y HRR se redujeron para las combinaciones de combustibles en comparación con el diesel, a la altura de cero m. Sin embargo, la tendencia opuesta se registró a la altura de 5500 m. Hasan et al.18 exploraron las consecuencias de implantar metanol (10, 20, 30 y 40 % por volumen) con combustible diésel en los aspectos de combustión y emisión de un motor de CI. Informaron que el BTE se redujo y el BSFC aumentó para las combinaciones de combustible en comparación con el combustible diesel. También declararon que el nivel de NOx era alto para las combinaciones en comparación con el combustible diesel, mientras que los niveles de CO, UHC y hollín se desplomaron19.

Jamrozik20 estudió los impactos de agregar M100 (10, 20, 30 y 40 %) al combustible diésel en el rendimiento del motor. Mencionaron que el BTE mejoró con la adición de M100 hasta en un 30 %; después de eso, el COV aumentó en más del 10%. También informaron que el nivel de CO se redujo y el nivel de NOx aumentó, mientras que el UHC no cambió con la adición de metanol. Afirmaron que la presión en el cilindro se intensificó y sus puntos máximos se retrasaron. Esto se debió al aumento en el retardo de encendido. Yilmaz21 analizó las características de combustión y emisión de un motor de combustión interna impulsado por mezclas de diésel/biodiésel/M100 (10 % en volumen) y diésel/biodiésel/etanol (10 % en volumen). Informaron que las concentraciones de CO y UHC aumentaron al aumentar el M100 o el etanol en las mezclas, mientras que los niveles de NOx disminuyeron. Mencionaron que las combinaciones M100 fueron más eficientes que las combinaciones de etanol para reducir los niveles de CO y UHC, mientras que el nivel de NOx se redujo al aplicar la mezcla de etanol.

Chen et al.22 examinaron la miscibilidad de las combinaciones M100/diésel aplicando n-pentanol como codisolvente a varias temperaturas. Luego, evaluaron sus combinaciones (10 y 15 % de M100) en los aspectos de combustión y emisión de un motor de combustión interna. Mencionaron que al usar n-pentanol como codisolvente se establecieron mezclas homogéneas de metanol y diésel a distintas temperaturas. También describieron que la demora en el encendido se alargó, la duración de la combustión se redujo y la temperatura de combustión más alta se disparó con la implantación de metanol. Además, el nivel de hollín se redujo, mientras que el nivel de NOx aumentó con la inserción de M100. Mariappan et al.23 optimizaron la producción de bioaceite a partir de aceite plástico de pirólisis y luego evaluaron los aspectos de combustión y emisión de un motor de combustión interna impulsado por mezclas de bioaceite/D100 y bioaceite/M100 (15 y 20 %)/dietilo. mezclas de éter. Mencionaron que la adición de M100 provocó una reducción en los niveles de CO, UHC y hollín, mientras que la concentración de NOx aumentó. También informaron que el BTE se redujo al agregar metanol. Zhang et al.24 examinaron experimental y numéricamente los efectos de agregar n-butanol a mezclas de diésel y metanol en el rendimiento del motor. Informaron que los procesos de rociado y combustión de combustible se vieron significativamente afectados por las mezclas de diesel/metanol/n-butanol. Mencionaron que la adición de metanol al combustible diesel dio como resultado un aumento en el retraso del encendido, la presión en el cilindro y la tasa máxima de liberación de calor en comparación con el diesel. También registraron que los niveles de NOx, CO, hollín y HC se redujeron para las mezclas de diesel-metanol-n-butanol en comparación con el diesel. Notaron que la proporción de mezcla recomendada era 70 % diesel + 20 % metanol + 10 % n-butanol. Los mismos autores han examinado los aspectos de combustión y emisión de un motor diésel que funciona con mezclas de diésel-etanol-n-butanol25. Informaron que las eficiencias térmicas de los frenos y el consumo de combustible específico de los frenos aumentaron, mientras que el NOx, el CO y el hollín se redujeron para las mezclas de diésel y etanol en comparación con el diésel.

Sayin et al.26 evaluaron el funcionamiento del motor con mezclas de diésel/metanol (5, 10 y 15 % por volumen) con varios tiempos de inyección. Informaron que los niveles de BTE, opacidad del humo y UHC se redujeron al aumentar la proporción de metanol en las mezclas. Afirmaron que el nivel de NOx disminuyó y los niveles de opacidad del humo, UHC y CO aumentaron para el tiempo de inyección retrasado en comparación con el tiempo original. También afirmaron que la opacidad del humo, el UHC y el CO disminuyeron, y el NOx aumentó con la aplicación del tiempo de inyección avanzado. Declararon que BTE y BSFC tenían una buena tendencia en el momento original. Fan et al.27 evaluaron los factores de combustión y emisión de un motor diesel trabajando con diesel/metanol (13%), manipulando dodecanol y éster de ácido nítrico como mejoradores de la disolubilidad. Informaron que el BTE se redujo para la comparación de la mezcla con el combustible diesel. También afirmaron que las mezclas de combustible generaron un alto nivel de formaldehído, acetaldehído, acroleína, acetona y crotonaldehído en comparación con el combustible diesel, mientras que redujo el nivel de propionaldehído. Un estudio relacionado realizado por Hassan et al.28 manipuló el dodecanol para aumentar el problema de la miscibilidad de las mezclas de diesel/metanol (7, 14 y 21%). Afirmaron que hubo aumentos considerables en los factores de combustión y emisión con la implantación de metanol.

Yasin et al.29 investigaron la calidad de la combustión y las emisiones de un motor de encendido por combustión con mezclas de diésel/biodiésel/metanol (5% y 10%). Mencionaron que el bsfc para las mezclas fue menor que el del combustible diesel, mientras que el NOx aumentó y el CO disminuyó. Verma et al.10 evaluaron el rendimiento del motor con mezclas de etanol (20 %)/metanol (20 %)/diésel/microalgas. Mencionaron que la presión en el cilindro aumentó para la mezcla en comparación con el combustible diésel. Los niveles de CO, UHC y hollín se redujeron, mientras que el NOx aumentó para las mezclas de combustible.

Se cree que los alcoholes superiores (C4 a C10) son totalmente miscibles con los combustibles diésel y biodiésel30, y pueden compensar las variaciones en los aspectos del combustible, lo que aumentaría la eficiencia de combustión y las concentraciones de emisiones. Por lo tanto, los académicos han iniciado considerables intentos de aumentar la aplicación de alcohol para lograr un combustible enriquecido con oxígeno mediante el examen del rendimiento del motor de combinaciones de D100-alcohol superior13,31. Se reconoce que los alcoholes superiores tienen características motivadoras convincentes, que incluyen su uso como combustibles enriquecidos con oxígeno y codisolventes para mejorar la utilización de M100 en motores de combustión interna y otros sectores. Estas características se pueden utilizar para abordar moderadamente los problemas practicados en la aplicación de alcoholes inferiores como combustibles32. Además, los alcoholes superiores se describen por CN y CV elevados que los de M10033. Además, su LHV es inferior al de los alcoholes inferiores34.

Además, se puede demostrar que el n-decanol es un líquido de incoloro a ligeramente amarillo, con diez átomos de carbono en su estructura. Se aplica más en nutrición y producción de sustancias que como combustible de reemplazo para motores CI35. Sin embargo, se aumenta la manipulación del coco como proveedor para la producción de n-decanol, que contiene Yarrowia lipolytica similar al ácido decanoico, y los ciclos de creación se perciben como económicamente asequibles con un rendimiento masivo36. Por lo tanto, la capacidad de utilizar biomasa botánica y biosuministros que contienen material lignocelulósico y proteína de desecho ha convencido a los investigadores para evaluar el n-decanol como combustible práctico. Además, tiene un valor calorífico mayor que la mayor parte de los biodiesel actuales y su otra familia de alcoholes. Su punto de ebullición cumple con el rango de las tendencias de ebullición del diesel y no comprende ninguna estructura aromática. Estas características atractivas lo convierten en un buen candidato para ser utilizado como codisolvente en el presente estudio.

Las manipulaciones de la implantación del n-decanol con mezclas de diésel/biodiésel en el rendimiento del motor de CI se recopilan en la Tabla 1. Estas investigaciones han aclarado que el bsfc aumentó, así como la concentración de hollín se desplomó, mientras que el Pcyl., HRR e ID, así como las concentraciones de UHC, CO y NOx dependieron de las condiciones de funcionamiento del motor37,38. Además, existen estudios limitados que han evaluado los efectos de incorporar n-decanol con mezclas de diesel puro/M100.

Se propone que el metanol (M100) sea el combustible enriquecido con oxígeno más favorecido para los motores diesel debido a sus excepcionales características de combustible, que implica abundantes recursos ecológicos, accesibilidad y precio razonable. Sin embargo, las aplicaciones de M100 en motores CI tienen algunos problemas que incluyen: (1) problema de miscibilidad (acreditado que el M100 contiene un porcentaje de agua), (2) CN pequeño (problemas de razones para iniciar la combustión y aumentar la ID), (3) calor latente de vaporización (LHV) elevado (genera un efecto de extinción durante la combustión), y (4) poder calorífico bajo (BTE reducido)43,44,45.

Para abordar la cuestión de la miscibilidad de M100 con gasóleo, se utilizó n-decanol como codisolvente. Fue nominado en función de sus aspectos apropiados de miscibilidad elevada con M100 y combustible diesel, LHV pequeño y poder calorífico elevado en comparación con M100. Vale la pena mencionar que varios tipos de alcoholes superiores, como n-hexanol, n-heptanol, n-octanol y n-decanol, se han probado previamente como codisolventes para aliviar el problema de estabilidad de fase para mezclas de metanol y diesel, y el resultado ilustró que el n-decanol proporcionaba una capacidad prometedora como codisolvente.

Sin embargo, según nuestra experiencia, ninguna investigación ha probado el tema de la miscibilidad de las combinaciones de M100/metanol hidratado/diésel. Además, no se han evaluado las influencias de utilizar n-decanol como codisolvente con mezclas M100/diésel. En consecuencia, para llenar este vacío de examen, los propósitos del trabajo existente fueron: (1) examinar el tema de la miscibilidad de las combinaciones de M100/metanol hidratado/diésel utilizando n-decanol como codisolvente a las temperaturas respectivas (10, 20 y 30 °C). C); y (2) evaluar la capacidad del n-decanol como cosolventes para aumentar la miscibilidad y la calidad de ignición de las combinaciones de metanol/diésel. Por lo tanto, 5, 10 y 15 % en volumen de M100 se mezclaron con 20 % de n-decanol con aceite diesel como combustible de referencia, que se implicaron como M5, M10 y M15, correspondientemente.

En esta parte, se aplicó n-decanol como cosolvente para aumentar la solidez de la mezcla de mezclas M100/diésel y combinaciones de metanol/diésel hidratado a varias temperaturas de 10, 20 y 30 ºC. El n-decanol se manipuló como cosolvente después de evaluar varios tipos de alcoholes superiores (C3-C10). El n-decanol se seleccionó como cosolvente después de varias pruebas de diferentes tipos de alcoholes superiores, como propanol, butanol, pentanol y n-decanol. Mostró un alto potencial para resolver el problema de la separación de fases del metanol con el combustible diesel.

Para formular las combinaciones de metanol/diésel hidratado, se formularon combinaciones duales de 10 ml de metanol hidratado (MH10 = 90 % en peso de M100 y 10 % en peso de combinación de agua purificada) en numerosas concentraciones que variaron de 0 a 100 % en volumen con un aumento del 10 %. . Estas combinaciones se encontraban principalmente en equilibrio de doble región, lo que se atribuye a la inmiscibilidad del metanol puro y el MH10 en el combustible diésel. Luego, se midieron con precisión con el n-decanol como valorante utilizando tubos muy precisos de 1 ml, y la terminación en la que la combinación estableció una apariencia uniforme se verificó como una zona situada en el borde de la figura de tres etapas. Las terminaciones evaluadas para cada prueba se utilizaron para crear gráficos de etapa triple en proporción de masa para evaluar el rendimiento de la etapa de combinación triple, como se ilustra en la Fig. 1. Este experimento se concentró principalmente en la desaparición del borde de la etapa dual; no se investigó la tendencia por etapas a niveles de dosis elevados de codisolvente. De acuerdo con estudios publicados, podría crear etapas de gel, y tales combinaciones no son aplicables como combustible9,46.

Cambio en la miscibilidad de M100 y metanol hidratado con diesel, manipulando n-decanol como codisolvente, a varias temperaturas.

En ciertas situaciones, la fase de desaparición no fue fuerte ya que hubo una etapa de conversión entre las formas de dos etapas y una sola etapa en la que parecía una etapa sombría antes de lograr una mezcla transparente con la acumulación adicional del codisolvente. Esta zona sombría también se mencionó en los gráficos de segmento, como se demuestra en la Fig. 1. La tendencia de etapa de las mezclas de metanol/diésel puro y metanol/diésel hidratado se examinó a temperaturas de 10 °C, 20 °C y 30 °C. . Es notable que la temperatura afectó sustancialmente la solidez de etapa de las mezclas. Además, la porción de n-decanol necesaria para lograr el nivel uniforme se amplió al disminuir la temperatura de combinación. Esta tendencia podría atribuirse a que el flujo térmico aumenta a medida que aumenta la temperatura, lo que favorece la difusión y diseminación de las moléculas9. Liu et al.9 establecieron hallazgos equivalentes. Para evaluar el rendimiento de la estabilidad de fase de cada mezcla, todos los ensayos fluyeron en un cilindro de vidrio largo durante casi 60 días y no se detectó separación de fase.

El esquema experimental involucró una función de motor diesel, un esquema registrado de presión en el cilindro, una técnica de evaluación del rendimiento del motor y dispositivos de evaluación de emisiones. El esquema se muestra en la Fig. 2. Las explicaciones de los dispositivos manipulados se pueden encontrar en el artículo 47.

Foto del equipo de prueba.

Además, para cada estado probado individualmente, la información de la presión en el cilindro (Pcyl.) se registró durante 50 ciclos repetidos y se promedió para obtener el Pcyl de ajuste, que se aplicó para evaluar la HRR. La estimación de las alteraciones cíclicas también reveló una constancia aceptable en el motor, atribuyéndose que el coeficiente de variación para todas las situaciones evaluadas fue inferior al 4%48. Se pueden obtener datos adicionales sobre la instalación de prueba en la literatura49. La HRR se evaluó aplicando la siguiente fórmula49:

donde γ(T) de los gases se calculó utilizando la siguiente ecuación50:

Usando la presión registrada en el cilindro y el volumen del cilindro calculado, la temperatura del gas T podría calcularse usando la ecuación de estado de la siguiente manera51:

Todos los estados termodinámicos (presión (pr), temperatura (Tr) y volumen (Vr)) se investigaron en una situación de referencia dada, como IVC (pIVC, TIVC, VIVC). TIVC y pIVC son la temperatura y la presión en el IVC, correspondientes a 350 K y 1,013 × 105 Pa, respectivamente.

La tasa de transferencia de calor de los gases a la pared del cilindro se calculó utilizando la ecuación de transferencia de calor por convección de la siguiente manera52:

Los cálculos de transferencia de calor no fueron sensibles a la temperatura de la pared Tw. Se anticipó la temperatura de la pared de 450 K y se encontró que proporcionaba resultados aceptables51. El área de superficie de la cámara de combustión instantánea A(θ) incluye muchas áreas de superficie, como sigue52:

Para pistones de cabeza plana, Apc = (π/4) × B2. El área de la superficie lateral Alat(θ) se aproximaba a la superficie lateral del cilindro, y se supuso que Ach era igual a Apc. En consecuencia, el área superficial instantánea de la cámara de combustión se calculó utilizando la siguiente ecuación:

Existen numerosos modelos para el coeficiente de transferencia de calor hc. Además, existen numerosos estudios que recomiendan utilizar la correlación de Hohonberg para el análisis de combustión de motores diésel para evaluar el coeficiente de transferencia de calor por convección53,54. Esto requiere cálculos simples que proporcionen resultados precisos al instante. Por lo tanto, se utilizó la siguiente correlación para evaluar el coeficiente de transferencia de calor por convección55:

donde p es la presión instantánea en la barra. Los valores numéricos C1 = 130 y C2 = 1,4, como se muestra en la ecuación anterior, son constantes formadas por seis motores representativos.

En este estudio, se utilizó combustible diesel como combustible de referencia de un proveedor regional. El metanol y el n-decanol utilizados en este experimento tenían una pureza del 99,9 %. Se utilizaron tres mezclas de metanol/diésel/n-decanol para la evaluación del motor, según lo programado en la Tabla 2. Los combustibles evaluados se indican como M5, M10 y M15, correspondientemente. Las mezclas de metanol/diesel/n-decanol se mezclaron aplicando un instrumento ultrasónico (Hielscher), que se modificó a una velocidad de 24 kHz durante casi 5 min para cada mezcla. No se identificó ningún problema de miscibilidad para las mezclas evaluadas durante o después del experimento. Los aspectos fisicoquímicos del diésel, M100 y n-decanol se muestran en la Tabla 3.

El cambio de viscosidad frente a la temperatura para los combustibles evaluados, evaluados correspondientes a la norma ASTM, se demuestra en la Fig. 3a. Se puede percibir que las viscosidades de las mezclas M5, M10 y M15 son menores que las del combustible diesel. La viscosidad disminuyó casi un 13 %, 16 % y 26 % a 40 °C, y aproximadamente un 4 %, 16 % y 24 % a 60 °C para las combinaciones M5, M10 y M15, correspondientemente. La Figura 3b muestra la variación de densidad para los combustibles evaluados, evaluados correspondientes a la norma ASTM. Las densidades de las mezclas M5, M10 y M15 son menores que las de la D100.

(a) Viscosidades y (b) densidades de las mezclas evaluadas.

La Figura 4 indica el cambio en la evaluación de TGA para los combustibles evaluados, que se evalúan aplicando Setaram LABSYS EVO. Los hallazgos implican que la relación combustible-masa se reduce con el aumento de la temperatura, lo que ayudaría a comprender los desarrollos de combinación de combustible durante la evaporación del combustible. A medida que aumentaba la temperatura, aumentaba la porción evaporada del combustible multicompuesto y, por lo tanto, la masa de la muestra disminuía hasta que todo el combustible se descomponía56. Se comenta que el combustible diesel comenzó a evaporarse a los 150 °C y terminó evaporándose a los 365 °C. También se puede notar que las mezclas M5 y M10 comenzaron a evaporarse a unos 120 °C y 100 °C, correspondientemente, que terminó a casi 350 °C. Al mismo tiempo, la combinación M15 comenzó a evaporarse a aproximadamente 60 °C y terminó de evaporarse a 345 °C. Es notable que la ebullición se inició rápidamente para las combinaciones de combustible. Además, la tasa de evaporación de las combinaciones de combustible mejoró a medida que aumentaba la porción de M100 en las mezclas.

Evaluación TGA para combustibles evaluados.

En este experimento, las mezclas fueron examinadas bajo ambientes de estado estable térmicamente estabilizados, siguiendo los procedimientos y propuestas del artículo 49. Las incertidumbres para los factores evaluados y calculados se esperaban utilizando la técnica de Holman57, como se presenta en la Tabla 4.

La Figura 5 muestra las discrepancias en la presión dentro del cilindro (Pcyl), la tasa de liberación de calor (HRR) y la tasa de aumento de la presión (dp/dθ) contra el ángulo del cigüeñal. Sorprendentemente, el desarrollo de la combustión pareció cambiar de una combustión por difusión mixta controlada (combustión típica de diésel) para diésel a una combustión controlada cinéticamente para las mezclas de metanol, que es similar al modo de combustión en los motores modernos de combustión interna. Es notable que los HRR de D100 demuestran la figura estándar de combustión diesel (cuatro fases: retardo de encendido, fase premezclada, fase de difusión principal y fase de combustión tardía). Por otro lado, las mezclas de metanol validan una forma HRR representativa de procesos de combustión dominados por una ocurrencia de autoignición progresiva. Este desempeño también aclararía la reducción en los niveles de hollín de las combinaciones de metanol, como se muestra en la sección "Emisiones del motor".

Discrepancia de Pcyl., HRR y dp/dtheta a través del ángulo del cigüeñal para combustibles probados a bmep de 4,5 bar.

Además, es notable que las mezclas M5, M10 y M15 tenían menor Pcyl, HRR y dp/dθ en comparación con D100; donde bajaron en promedio un 10 %, 11 % y 10 %, respectivamente, para las mezclas M5, M10 y M15. Además, hay dos picos detectados en la HRR de las mezclas, cuyos picos aumentaron al aumentar una porción de M100 en la mezcla, y sus ubicaciones se retrasaron. Las combinaciones ternarias tienen características distintivas, que incluyen CN alto, viscosidad pequeña, HV pequeño, densidad pequeña, relación de O2 grande y calor latente de vaporización (LHV) superior. Sin embargo, el LHV regula los desarrollos de quema. Esto posiblemente se puede atribuir al hecho de que el metanol contiene un LHV más alto, lo que provoca un efecto de extinción en la combinación. Esta consecuencia aumentó con el aumento de la porción de metanol. Los hallazgos de la TGA enfatizan estos resultados; el nivel de evaporación se disminuyó al expandir el segmento de metanol en la combinación (Fig. 4). En consecuencia, se marcaron los impactos de la consecuencia de extinción de la implantación de metanol en las mezclas. Estos resultados son similares a los descritos en estudios previamente disponibles22,58.

La Figura 6 muestra las diferencias en la fracción de masa quemada (Xb), CA10, CA50, CA90, ID y CD para los combustibles evaluados. CA50 es un punto culminante indispensable para las características de combustión y emisión de un motor CI, y destaca el logro del área de combustión premezclada y el lanzamiento de la región de combustión por difusión. La discrepancia entre CA10 y CA50 se predice como un intervalo de combustión premezclada52. CA90 prueba el final de la combustión, y la discrepancia entre CA10 y CA90 denota la fase de combustión. CA50 aumenta para las mezclas M5, M10 y M15, y aumenta con el aumento de la cantidad de metanol en las mezclas. Esto puede atribuirse a que el metanol tiene un LHV elevado, provocando un efecto de extinción en las mezclas y la combustión pospuesta. En consecuencia, la combustión combinada apareció principalmente en el enfoque de difusión. Sugerimos que la combinación se quema en un enfoque no uniforme. Esto implica que la combustión es introducida por combustible extremadamente volátil, pero la energía creada fue insuficiente para evaporar todo el M100. Por lo tanto, deducimos que la combinación se quemó principalmente en el enfoque de difusión. Se puede señalar que los intervalos de encendido fueron más largos para las combinaciones M5, M10 y M15 en comparación con la D100. Esto podría reconocerse por el LHV elevado en estas combinaciones.

Discrepancia de Xb, CA10, CA50, CA90, ID y CD a través del ángulo del cigüeñal para combustibles probados a bmep de 4,5 bar.

La fase ID se caracteriza como el intervalo del período, considerado desde el inicio del combustible inyectado (24°.bTDC) hasta el SOC. El SOC es bastante difícil de caracterizar, pero se puede evaluar aplicando una o más de las metodologías posteriores59. El SOC se puede caracterizar como la posición: (1) en algún lugar aparece el punto PRR más pequeño en la derivada inicial al lado del comienzo de la inyección al diferenciar el Pcyl contra el CA; (2) en algún lugar la HRR crece hasta ser cero. En el trabajo existente, se evaluaron metodologías duales para la fase de posposición del período para obtener resultados preferibles. La estimación principal confirmó que la fase de ID prevista utilizando el PRR era equivalente a la técnica HRR evaluada. Por lo tanto, las fases de ID para las diversas mezclas y situaciones de trabajo se evaluaron utilizando la metodología HRR. El ID y el CD aumentaron para las mezclas M5, M10 y M15 en comparación con el combustible D100, como se muestra en la Fig. 6c. Esto podría atribuirse al bajo índice de cetano del metanol y al elevado calor latente de vaporización que podría generar un efecto de extinción a lo largo de los desarrollos de la combustión.

La Figura 7 indica el cambio de P–V para los combustibles evaluados. Entrega una metodología limpia para evaluar el trabajo neto y realizado. El segmento controlado por los límites que demuestran las prácticas del ciclo caracteriza la red suministrada por el ciclo. El área delineada en la imagen para D100 es mayor que las de las combinaciones diesel/M100/n-decanol. Se notó que el trabajo de bombeo de las mezclas de combustible era casi equivalente al del D100.

Cambio de Pcil. frente a Vcil. a bmep de 4,5 bar.

La eficiencia térmica del freno (BTE) y el consumo de combustible específico del freno (BSFC) para los combustibles evaluados se compararon con bmep, como se ilustra en las Fig. 8a, b. BSFC se ve favorecido principalmente por la eficiencia de combustión del combustible, siempre que el punto culminante de combustión excepcional provoque una caída en ella60. El BSFC aumentó para las mezclas M5, M10 y M15 en comparación con D100. Las combinaciones de combustible tienen bajo HV, alta densidad, baja viscosidad y bajo CN en comparación con las de D100. Estas características excepcionales podrían impactar negativamente en el desarrollo de la pulverización y la quema, iniciando un empeoramiento en la fase de evaporación del combustible, la mezcla aire/combustible, la eficiencia de la combustión y, por lo tanto, aumentó el BSFC. Además, el LHV elevado del metanol podría regular el crecimiento de la combustión, en particular con un gran volumen en la combinación que podría desencadenar una reducción en la eficiencia de la combustión61. Se detecta una tendencia equivalente para el BTE para los combustibles evaluados. Estas conclusiones se correlacionan con las ilustradas en los estudios disponibles58,62.

(a) BSFC, (b) BTE, (c) BSEC, (d) EGT y (e) relación de equivalencia de los combustibles evaluados en diferentes BMEP.

El consumo de energía específico del freno (BSEC) se puede caracterizar como la producción de conversión de energía para proporcionar energía en MJ/kWh, y ofrece una tendencia correspondiente del BSFC63. La discrepancia en el BSEC para las mezclas probadas a través de BMEP se demuestra en la Fig. 8c. Se comprende que las tendencias BSEC son equivalentes a las combinaciones de combustible. Además, las mezclas de combustible tienen diferentes contenidos energéticos, que caracterizan los valores individuales de uso de combustible y energía entregada.

La diferencia en EGT versus BMEP para los combustibles evaluados se muestra en la Fig. 8d. A partir de esta imagen, la EGT para combinaciones de combustible fue más alta que para D100. Esto podría aclararse por la energía reducida contenida por las combinaciones, como se consideró anteriormente. Estos resultados se relacionan con los descritos en los estudios disponibles58.

La discrepancia en la relación de equivalencia (ER) versus el BMEP para los combustibles evaluados se muestra en la Fig. 8e. La capacidad de combustible mejoró con la disparidad en el BMEP, que rectificó el ER. Se presentó más combustible a través del aumento de BMEP, y todo el ER fluctuó de 0,2 a 0,8. A medida que aumentaba la ER, aumentaba la temperatura de combustión, por lo que aumentaba el ID59. Por lo tanto, el Pcyl. aumentó gradualmente con una intensificación de ER. Se nota una escalada en el ER para la comparación de combinaciones con el D100. Estos resultados están respaldados por el empeoramiento del BTE y el crecimiento en la intensidad de CO, como se discutirá en el párrafo siguiente.

La variación en la intensidad de NOx con BMEP para los combustibles evaluados se demuestra en la Fig. 9a. Es notable que la intensidad de NOx crece con la creciente carga del motor. Esto podría atribuirse a que la concentración de NOx está notablemente dominada por la velocidad de combustión, y las velocidades reducidas de combustión con patrones pobres expresan un período más largo para crear64. De manera similar, la cinética química corrobora que el desarrollo de NOx se fortalece notablemente con el aumento de las temperaturas de combustión64. Por lo tanto, NOx se fortaleció con una ampliación en BMEP. La creación de NOx influye predominantemente en la temperatura, la intensidad local de O2 y el tiempo de combustión52,64. Por lo tanto, se produce dentro del intervalo de combustión controlada por difusión en el límite preciso de la sección de reacción64. Se han manipulado dos intentos para reducir la cantidad de NOx al reducir la temperatura de combustión y disminuir el tiempo de combustión64. Las cantidades de NOx para las mezclas M5, M10 y M15 son inferiores a las de D100. Esto puede atribuirse a la incorporación de metanol, que tiene un alto LHV que crea el efecto de extinción de la combinación y ayuda a disminuir el NOx. Además, es notable que M15 documentó la menor cantidad de patrón de NOx. Presumimos que no había suficiente fase para producir NOx, por lo que estaba disminuido. Esto fue validado por la disminución en el intervalo de combustión de M15, como se demuestra en la Fig. 6. Estos hallazgos son confiables con los afirmados en los artículos10,22,58.

(a) NOx, (b) opacidad del humo, (c) CO y (d) UHC de combustibles evaluados en diferentes BMEP.

Además, la opacidad del humo aumenta con un aumento en la carga, como se indica en la Fig. 9b. Esto podría anticiparse al progreso del combustible incorporado quemado principalmente a través de una estructura de difusión. El desarrollo de humo surge en el límite rico en combustible de la región de reacción durante la combustión por difusión64. A través de la descomposición del combustible de hidrocarburos densos a blandos, los átomos de hollín se establecen, agrupan y emiten con una gran cantidad en estado de O2 pequeño y temperatura regional pequeña. Por otro lado, los átomos de hollín formados se convierten en CO2 y su intensidad se reduce en las emisiones. Además, la progresión de la intensidad del humo se correlaciona con la relación de equivalencia (ER). Esto implica que cuando el ER alcanza el nivel estequiométrico, hay una pequeña disponibilidad de O2 para convertir todo el hollín establecido dentro del área de reacción, incluso cuando la temperatura del cilindro es elevada. Se nota que la opacidad del humo se reduce para las mezclas M5, M10 y M15 en comparación con la D100. Aunque también existe una relación opuesta entre el NOx y la opacidad del humo10, los aspectos únicos de la mezcla, particularmente el enriquecimiento de oxígeno, podrían facilitar la reducción de los niveles de hollín. Sorprendentemente, M15 tuvo la menor cantidad de crecimiento de hollín. Esto puede anticiparse al porcentaje de O2 aumentado en combinación con el segmento creciente M100.

La variación en los niveles de CO para las mezclas a través de BMEP se muestra en la Fig. 9c. Es notable que la cantidad de CO disminuye con el aumento en el BMEP, salvo en un BMEP elevado. Esto podría atribuirse al aumento de la intensidad del mecanismo de oxidación del CO con el aumento de la temperatura de combustión [75]. La cantidad de CO es elevada para las mezclas M5, M10 y M15, principalmente con cargas elevadas. Esto posiblemente se certifique en el sentido de que las combinaciones contienen una gran cantidad de O2, LHV elevado y CN pequeño. Estas combinaciones de propiedades distintivas podrían deteriorar la eficacia de la combustión, provocando un aumento en el patrón del nivel de CO58. Con respecto a las emisiones de UHC, el patrón de UHC ilustra un aumento con la carga del motor en aumento para las mezclas evaluadas, como se indica en la Fig. 9d. Esto podría atribuirse al aumento del combustible insertado con la carga del motor, y no hay tiempo suficiente para mezclar y quemar toda la mezcla, lo que lleva a un aumento en el nivel de UHC. En comparación con D100, el nivel de UHC para las mezclas M5, M10 y M15 creció a medida que aumentaba el metanol en las mezclas. La razón podría atribuirse a que se prevé que un suplemento adicional de metanol aumente la influencia del enfriamiento, provocando una combustión inadecuada y formaciones de UHC agrandadas. Estos resultados son equivalentes a los descritos en el artículo21.

El resumen del porcentaje reducido en los niveles de NOx, hollín, CO y UHC de las mezclas de diésel y metanol se muestra en la Fig. 10. En comparación con el combustible diésel puro, se registra que los niveles de NOx y hollín se redujeron en un promedio de 15 % y 30%, respectivamente. Al mismo tiempo, CO y UHC aumentaron en promedio un 20 % y un 25 %, respectivamente. La Figura 11 demuestra el porcentaje de reducción del bsfc para los combustibles probados en varias cargas del motor. El bsfc aumenta en promedio un 10 % para las mezclas de diésel y metanol en comparación con el diésel.

Porcentaje de reducción de los niveles de NOx, hollín, CO y UHC con bmep para combustibles probados.

Porcentaje de reducción de BSFC con bmep para combustibles probados.

La Tabla 5 indica las conclusiones de los estudios existentes con los artículos correlacionados disponibles. Es notable que el examen actual señaló resultados considerables que ayudaron a la aplicación de M100 en motores de CI y también mostró una asociación razonable con otros estudios correlacionados.

Este artículo pretendía investigar los efectos de la manipulación del n-decanol como codisolvente en la miscibilidad de las mezclas M100/metanol hidratado/diésel a numerosas temperaturas. Las pruebas también se ampliaron para evaluar los impactos de la inserción de n-decanol como codisolvente con mezclas M100/diésel en la combustión del motor, las emisiones y los aspectos de miscibilidad. Los tres segmentos de metanol fueron 5%, 10% y 15% combinados con 20% de n-decanol. Las principales conclusiones posteriores se descubrieron a partir de esta investigación.

El análisis de miscibilidad de metanol puro/diésel y mezclas de metanol/diésel hidratado implica que no pueden mezclarse en ningún segmento por debajo de las temperaturas evaluadas sin ningún agente externo. La utilización de n-decanol como cosolvente demuestra una capacidad considerable para mezclar M100 y metanol hidratado con aceite diesel a varias temperaturas.

Hubo una reducción en Pcyl., dP/dθ y HRR para las mezclas M100/diésel en comparación con el diésel. Esto se atribuye al contenido de energía pequeño, CN pequeño y LHV elevado que desencadenan un empeoramiento en el desarrollo de la quema. La ampliación de la porción de metanol conduce a un crecimiento en CA50; así, la mayor parte de la combinación se quema en la etapa de difusión. Esto podría aclararse por las alturas duales en el patrón HRR, que está asociado con la influencia de extinción instigada por el suplemento de una gran porción de M100 en la combinación.

El BTE disminuyó, mientras que el BSFC y BSEC aumentaron para la mezcla en comparación con el diesel.

Hubo un aumento en las concentraciones de UHC y CO en aproximadamente un 60 % y un 50 %, correspondientemente, para las combinaciones M5, M10 y M15 en comparación con diésel. La intensidad de la opacidad del NOx y el humo se redujo en aproximadamente un 30 % y un 50 %, correspondientemente, para las combinaciones en comparación con el diesel.

Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a pedido razonable.

Ángulo del cigüeñal

Diésel puro

Temperatura de los gases de escape

Cambio de presión con grado de manivela

Cambio en el volumen del cilindro con el grado del cigüeñal

Tasa de liberación de calor

metanol puro

5 % vol metanol + 20 % n-decanol + 75 % vol D100

10 % vol metanol + 20 % n-decanol + 70 % vol D100

15 % vol metanol + 20 % n-decanol + 65 % vol D100

Metanol hidratado que cubre 90% metanol + 10% agua

Calor latente de vaporización

Oxido de nitrógeno

Presión en el cilindro

Tasa de aumento de presión

Bae, C. & Kim, J. Combustibles alternativos para motores de combustión interna. proc. Combustión. Inst. 36, 3389–3413 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Ghadikolaei, MA et al. Impacto de los alcoholes inferiores y superiores en las propiedades fisicoquímicas de las partículas de los motores diesel: una revisión. Renovar. Sostener. Energía Rev. 143, 110970 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Lin, SL, Guo, Z., Chen, SJ, Tang, W. y Huang, SW Uso de microemulsiones hidratadas de ABE-glicerina-diésel en un motor diésel fuera de carretera: rendimiento y emisiones no ignorables. Chemosphere 290, 133244 (2022).

Artículo CAS PubMed ANUNCIOS Google Académico

Zhu, L., Cheung, CS, Zhang, WG y Huang, Z. Características de las emisiones de un motor diésel que funciona con biodiésel y biodiésel mezclado con etanol y metanol. ciencia Entorno Total. 408, 914–921 (2010).

Artículo CAS PubMed ANUNCIOS Google Académico

Çelebi, Y. & Aydın, H. Una descripción general de los combustibles de alcohol ligero en motores diesel. Combustible 236, 890–911 (2019).

Artículo Google Académico

Sarathy, SM, Oßwald, P., Hansen, N. y Kohse-Höinghaus, K. Química de la combustión del alcohol. prog. Combustión de energía. ciencia 44, 40–102 (2014).

Artículo Google Académico

Priyadharsini, P. et al. Estudios de rendimiento y emisiones de motores diésel de cuatro tiempos de etanol recuperado de Kappaphycus alvarezii rechazan sustratos mixtos de residuos sólidos de alimentos y sus mezclas. Chemosphere 290, 132689 (2022).

Artículo ANUNCIOS Google Académico

Hagos, FY, Ali, OM, Mamat, R. & Abdullah, AA Efecto de la emulsificación y mezcla en la oxigenación y sustitución de combustible diesel por motor de encendido por compresión. Renovar. Sostener. Energy Rev. 75, 1281–1294 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Liu, H., Hu, B. y Jin, C. Efectos de diferentes aditivos de alcoholes sobre la solubilidad de mezclas de etanol hidratado/combustible diésel. Combustible 184, 440–448 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Verma, TN et al. El efecto de las mezclas de etanol-metanol-diésel-microalgas en el rendimiento, la combustión y las emisiones de un motor diésel de inyección directa. Sostener. Tecnología energética. Evaluar. 42, 100851 (2020).

Google Académico

Huang, J., Xiao, H., Yang, X., Guo, F. y Hu, X. Efectos de la mezcla de metanol en las características de combustión y diversas emisiones de un motor diésel alimentado con biodiésel de soja. Combustible 282, 118734 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Ghadikolaei, MA, Cheung, CS y Yung, KF Comparación entre el modo combinado y el modo de fumigación en la combustión, el rendimiento y las emisiones de un motor diésel alimentado con combustible ternario (diésel-biodiésel-etanol) en función de la velocidad del motor. J. Instituto de Energía. 92, 1233–1250 (2018).

Artículo Google Académico

EL-Seesy, AI, Hassan, H., He, Z. y Ookawara, S. Mejora del rendimiento del motor diésel mediante nanomateriales de carbono. Nanomateria de Carbono. Medio Agroalimentario. aplicación https://doi.org/10.1016/B978-0-12-819786-8.00005-0 (2019).

Artículo Google Académico

Nour, M. et al. Efecto de la adición de mezclas de etanol/agua en la combustión de combustible diesel en motores diesel RCM y DI. Convertidores de energía. Administrar 149, 228–243 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Venu, H. & Madhavan, V. Influencia de la adición de éter dietílico (DEE) en mezclas de etanol-biodiesel-diesel (EBD) y metanol-biodiesel-diesel (MBD) en un motor diesel. Combustible 189, 377–390 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Sayin, C., Ozsezen, AN & Canakci, M. La influencia de los parámetros operativos en el rendimiento y las emisiones de un motor diésel DI que utiliza combustible diésel mezclado con metanol. Combustible 89, 1407–1414 (2010).

Artículo CAS Google Académico

Jiao, Y. et al. Comparación de las características de combustión y emisión de un motor diésel alimentado con diésel y mezclas de metanol-diésel-Fischer-Tropsch-biodiésel-diésel a diversas altitudes. Combustible 243, 52–59 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Hasan, AO et al. Un estudio experimental de las características del motor y las emisiones del tubo de escape de un motor diésel DI moderno alimentado con mezclas de metanol/diésel. Proceso de combustible. Tecnología 220, 106901 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Sathyamurthy, R. et al. Características de rendimiento, combustión y emisiones de un motor diésel DI-CI alimentado con mezclas de biodiésel de éster metílico de aceite de maíz. Sostener. Tecnología energética. Evaluar. 43, 100981 (2021).

Google Académico

Jamrozik, A. El efecto del contenido de alcohol en la mezcla de combustible sobre el rendimiento y las emisiones de un motor diesel de inyección directa alimentado con mezclas de diesel-metanol y diesel-etanol. Convertidores de energía. Administrar 148, 461–476 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Yilmaz, N. Análisis comparativo de mezclas de biodiesel-etanol-diesel y biodiesel-metanol-diesel en un motor diesel. Energía 40, 210–213 (2012).

Artículo CAS Google Académico

Chen, H., Su, X., He, J. y Xie, B. Investigación sobre las características de combustión y emisión de un motor diésel common rail alimentado con mezclas de diésel/n-pentanol/metanol. Energía 167, 297–311 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Mariappan, M., Panithasan, MS & Venkadesan, G. Producción y optimización de aceite plástico de pirólisis seguida de la máxima sustitución posible de diésel con mezclas de bioaceite/metanol en un motor CRDI. J. Limpio. Pinchar. 312, 127687 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Zhang, Z. et al. Investigación sobre las características de combustión y emisión de motores diésel alimentados con mezclas de diésel/metanol/n-butanol. Combustible 314, 123088 (2022).

Artículo CAS Google Académico

Zhang, Z. et al. Investigaciones de características de rendimiento, combustión y emisiones en un motor diésel alimentado con mezclas de diésel/etanol/n-butanol. Energía 249, 123733 (2022).

Artículo CAS Google Académico

Sayin, C., Ilhan, M., Canakci, M. y Gumus, M. Efecto del tiempo de inyección en las emisiones de escape de un motor diésel que utiliza mezclas de diésel y metanol. Renovar. Energía 34, 1261–1269 (2009).

Artículo CAS Google Académico

Ventilador, C. et al. Evaluación de las emisiones de compuestos de carbonilo de un motor diésel de maquinaria no de carretera alimentado con una mezcla de metanol/diésel. aplicación Termia. Ing. 129, 1382–1391 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Hassan, QH, Shaker Abdul Ridha, G., Hafedh, KAH y Alalwan, HA El impacto del compuesto metanol-diésel en el rendimiento de un motor CI de cuatro tiempos. Mate. Hoy Proc. 42, 1993–1999 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Yasin, MHM, Mamat, R., Yusop, AF, Aziz, A. & Najafi, G. Estudio comparativo sobre mezclas de baja proporción de biodiesel-metanol-diesel operando con un motor diesel. Energía Procedia 75, 10–16 (2015).

Artículo CAS Google Académico

Nanthagopal, K. et al. Una revisión exhaustiva sobre los efectos de los alcoholes y las nanopartículas como potenciador oxigenado en motores de encendido por compresión. Convertidores de energía. Administrar 203, 112244 (2020).

Artículo CAS Google Académico

EL-Seesy, AI et al. Características de combustión y emisión de motores diesel RCEM y common rail que funcionan con combustible diesel y etanol/etanol hidratado inyectado en el puerto de admisión y escape: evaluación y comparación. Convertidores de energía. Administrar 205, 112453 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Rajesh Kumar, B. & Saravanan, S. Uso de biocombustibles con alto contenido de alcohol en motores diesel: una revisión. Renovar. Sostener. Energía Rev. 60, 84–115 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Venu, H., Raju, VD & Subramani, L. Efecto combinado de la influencia de los nano aditivos, la geometría de la cámara de combustión y el tiempo de inyección en un motor diésel DI alimentado con mezclas ternarias (diésel-biodiésel-etanol). Energía 174, 386–406 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Chen, H. et al. Investigación sobre las características de combustión de mezclas de ciclopentanol/combustible diésel en un motor óptico. Renovar. Energía 167, 811–829 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Wasewar, KL, Heesink, ABM, Versteeg, GF & Pangarkar, VG Equilibrios y cinética para la extracción reactiva de ácido láctico usando Alamine 336 en decanol. J. Chem. Tecnología Biotecnología. 77, 1068–1075 (2002).

Artículo CAS Google Académico

Rutter, CD & Rao, CV Producción de 1-decanol por ingeniería metabólica de Yarrowia lipolytica. metab. Ing. 38, 139–147 (2016).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Wei, J. et al. Impacto de las nanopartículas de óxido de aluminio como aditivo en mezclas de diésel y metanol en un motor diésel DI moderno. aplicación Termia. Ing. 185, 116372 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Saravanan, P., Kumar, NM, Ettappan, M., Dhanagopal, R. y Vishnupriyan, J. Efecto de la recirculación de gases de escape en las características de rendimiento, emisión y combustión del motor diésel alimentado con etanol. Estudio de caso. Termia. Ing. 20, 100643 (2020).

Artículo Google Académico

Nanthagopal, K. et al. Estudio de biodiesel de decanol y Calophyllum Inophyllum como mezclas ternarias en motor CI. Combustible 239, 862–873 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Ashok, B. et al. Evaluación comparativa de hexanol y decanol como aditivos oxigenados con biodiesel calophyllum inophyllum. Energía 173, 494–510 (2019).

Artículo Google Académico

Devarajan, Y., Beemkumar, N., Ganesan, S. & Arunkumar, T. Un estudio experimental sobre la influencia de un aditivo oxigenado en motores diésel alimentados con mezclas de biodiésel/diésel de semilla de papaya pura. Combustible 268, 117254 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Rajasekaran, S., Damodharan, D., Gopal, K., Rajesh Kumar, B. y De Poures, MV Influencia colectiva de la adición de 1 decanol, la presión de inyección y la EGR en las características del motor diésel alimentado con mezclas de aceite diésel/LDPE. Combustible 277, 118166 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Lapuerta, M., García-Contreras, R., Campos-Fernández, J. & Dorado, M. P. Stability, lubricity, viscosity, and cold-flow properties of alcohol-diesel blends. Energy Fuels 24, 4497–4502 (2010).

Artículo CAS Google Académico

Zhang, Z. et al. Investigación sobre las características de combustión, rendimiento y emisión de un motor diésel alimentado con combustibles mixtos diésel/alcohol/n-butanol. Combustible 320, 123975 (2022).

Artículo CAS Google Académico

Huang, Z. et al. Comportamientos de combustión de un motor de encendido por compresión alimentado con mezclas de diesel/metanol bajo varios ángulos de avance de suministro de combustible. Biorrecursos. Tecnología 95, 331–341 (2004).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Jin, C. et al. Efectos de los alcoholes C3-C5 sobre la solubilidad de mezclas de alcoholes/diésel. Combustible 236, 65–74 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Elseesy, AI et al. Influencia de las combinaciones cuaternarias de biodiésel/metanol/n-octanol/éter dietílico del aceite de cocina usado en los aspectos de combustión, emisión y estabilidad de un motor diésel. Convertidores de energía. Administrar 240, 114268 (2021).

Artículo Google Académico

Heywood, J. Fundamentos del motor de combustión interna. Serie McGrawHill en ingeniería mecánica (1988).

El-Seesy, AI, Attia, AMA y El-Batsh, HM El efecto de la adición de nanopartículas de óxido de aluminio con una mezcla de combustible diésel de éster metílico de jojoba en el rendimiento, la combustión y las características de emisión de un motor diésel. Combustible 224, 147–166 (2018).

Artículo CAS Google Académico

El-Seesy, AI, Abdel-Rahman, AK, Bady, M. y Ookawara, S. Características de rendimiento, combustión y emisiones de un motor diésel alimentado por mezclas de biodiésel-diésel con aditivos de nanotubos de carbono de paredes múltiples. Convertidores de energía. Administrar 135, 373–393. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2016.12.090 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Shehata, MS Presión del cilindro, parámetros de rendimiento, liberación de calor, relación de calores específicos y duración de la combustión para motores de encendido por chispa. Energía 35, 4710–4725 (2010).

Artículo CAS Google Académico

Heywood, JB Fundamentos del motor de combustión interna. Serie McGraw Hill en Ingeniería Mecánica, EE. UU. (1988).

Parra, CAF Investigaciones de Transferencia de Calor en un Motor Diesel Moderno. Universidad de Bath, Departamento de Ingeniería Mecánica Tesis Doctoral (2008).

Ghojel, J. & Honnery, D. Modelo de liberación de calor para la combustión de emulsiones de aceite diesel en motores di diesel. aplicación Termia. Ing. 25, 2072–2085. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2005.01.016 (2005).

Artículo CAS Google Académico

Hohenberg, GF Enfoques avanzados para el cálculo de la transferencia de calor. Sociedad de Ingenieros Automotrices en Documento Técnico SAE. NO. 790825 2788–2798 (1979).

Attia, AMA, Nour, M., El-Seesy, AI & Nada, SA El efecto de la proporción de mezcla de éster metílico de aceite de ricino en las características ambientales y de combustión del motor diesel en condiciones de prueba estándar. Sostener. Tecnología energética. Evaluar. 42, 100843 (2020).

Google Académico

Holman, JP Métodos experimentales para ingenieros. Exp Therm Fluid Sci 9, 250 (1994).

Artículo Google Académico

Chen, H., He, J., Chen, Z. & Geng, L. Un estudio comparativo de las características de combustión y emisión de un motor de combustible dual alimentado con diesel/metanol y mezcla de diesel-polioximetileno dimetil éter/metanol. Proceso seguro. Reinar. prot. 147, 714–722 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Gupta, HN Fundamentos de los motores de combustión interna 2ª ed. (PHL Learning Private Limited, 2009).

Google Académico

Zhu, M., Ma, Y. y Zhang, D. Efecto de un catalizador de combustión homogénea sobre las características de combustión y la eficiencia del combustible en un motor diésel. aplicación Energía 91, 166–172 (2012).

Artículo CAS Google Académico

Zhang, ZH & Balasubramanian, R. Investigación de las características de emisión de partículas de un motor diésel alimentado con mezclas de alcoholes superiores/biodiésel. aplicación Energía 163, 71–80 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Panda, K. & Ramesh, A. Estrategias de inyección diésel para reducir las emisiones y mejorar el rendimiento de un motor estacionario de combustible dual basado en metanol. Combustible 289, 119809 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Nour, M., Attia, AMA & Nada, SA Análisis de combustión, rendimiento y emisiones de motores diésel alimentados con mezclas de alcoholes superiores (butanol, octanol y heptanol)/diésel. Convertidores de energía. Administrar 185, 313–329 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Stone, R. Introducción a los motores de combustión interna 2ª ed. (MACMHILLAN PRESS LTD, 1989). https://doi.org/10.1017/CBO9781107415324.004.

Libro Google Académico

Wei, J. et al. Impacto de las nanopartículas de óxido de aluminio como aditivo en mezclas de diésel y metanol en un motor diésel DI moderno. aplicación Termia. Ing. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2020.116372 (2020).

Artículo Google Académico

Descargar referencias

Los autores desean agradecer a la Autoridad de Financiamiento de Ciencia, Tecnología e Innovación (STDF) y al Banco de Conocimiento Egipcio (EKB), Egipto, por cubrir las tarifas de publicación del presente estudio. Además, los autores desean agradecer sinceramente al Departamento de Ingeniería Mecánica de la Facultad de Ingeniería de Benha, Universidad de Benha, por ofrecer algunas de las instalaciones, herramientas y equipos necesarios para llevar a cabo este trabajo de investigación.

Financiamiento de acceso abierto proporcionado por The Science, Technology & Innovation Funding Authority (STDF) en cooperación con The Egyptian Knowledge Bank (EKB).

Departamento de Ingeniería Mecánica, Facultad de Ingeniería de Benha, Universidad de Banha, Benha, 13512, Egipto

Ahmed I. EL-Seesy, Mahmoud S. Waly y Radwan M. El-Zoheiry

Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería, Universidad de Alejandría, Alejandría, Egipto

Hassan Nasser

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

AIE-S.: Conceptualización, Análisis formal, Investigación, Redacción—Borrador original, Redacción—Revisión y Edición. RSU: Investigación y Análisis Formal. AN: Investigación, análisis formal y redacción: revisión y edición. RME-Z.: Análisis formal, Investigación, Redacción—Revisión y Edición.

Correspondencia a Ahmed I. EL-Seesy.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Springer Nature se mantiene neutral con respecto a los reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

Acceso abierto Este artículo tiene una licencia internacional Creative Commons Attribution 4.0, que permite el uso, el intercambio, la adaptación, la distribución y la reproducción en cualquier medio o formato, siempre que se otorgue el crédito correspondiente al autor o autores originales y a la fuente. proporcionar un enlace a la licencia Creative Commons e indicar si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito al material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su uso previsto no está permitido por la regulación legal o excede el uso permitido, deberá obtener el permiso directamente del titular de los derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Reimpresiones y permisos

EL-Seesy, AI, Waly, MS, Nasser, A. et al. Mejora de las características de combustión, emisión y estabilidad de mezclas diésel-metanol utilizando n-decanol como codisolvente. Informe científico 12, 18963 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-20326-0

Descargar cita

Recibido: 29 julio 2022

Aceptado: 12 de septiembre de 2022

Publicado: 08 noviembre 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-20326-0

Cualquier persona con la que compartas el siguiente enlace podrá leer este contenido:

Lo sentimos, un enlace para compartir no está disponible actualmente para este artículo.

Proporcionado por la iniciativa de intercambio de contenido Springer Nature SharedIt

Al enviar un comentario, acepta cumplir con nuestros Términos y Pautas de la comunidad. Si encuentra algo abusivo o que no cumple con nuestros términos o pautas, márquelo como inapropiado.