عنوان پایان‌نامه
بررسی ویژگی های مخلوط های سوخت سری Dو تاثیر آن بر عملکرد و ارتعاش موتور تراکتور ME-۳۹۹
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی-مکانیک ماشینهای کشاورزی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 58080;کتابخانه پردیس ابوریحان شماره ثبت: 676
- تاریخ دفاع
- ۲۸ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- وحیده ایستان
- استاد راهنما
- سیدرضا حسن بیگی بیدگلی
- چکیده
- امروزه به منظور حفظ منابع طبیعی موجود و همچنین کاهش آلودگی محیط زیست، برخی از انواع سوخت-ها از جمله بیودیزل و بیواتانول به عنوان سوخت جایگزین موتورهای درونسوز معرفی شده¬اند که می¬توان آن¬ها را به تنهایی و یا به صورت مخلوط با سوخت¬های فسیلی به کاربرد. هدف از در این تحقیق بررسی عملکرد، آلاینده-های خروجی از موتور و ارتعاش عمودی (حوزه زمان) موتور تراکتورMF-399 با استفاده از مخلوط¬های سوخت دیزل بیودیزل بیواتانول می¬باشد. سطوح این مخلوط¬ها، دیزل خالص(D100B0E0)، D93B5E2 ، D86B10E4 ، D79B15E6 ، D72B20E8 و D65B25E10 می¬باشد. درصد بیودیزل و اتانول در این مخلوط¬ها به گونه¬ای انتخاب شد که سوخت پایه دیزل باشد، به دلیل اینکه از اتانول به عنوان یک مکمل و برای به¬سوزی استفاده شد، بیشترین درصد اتانول 10% انتخاب شد، زیرا مقادیر زیاد اتانول ممکن است بر مشخصات سوخت و روند احتراق تأثیر بگذارد. همچنین مقادیر کمتر از 25% بیودیزل به دلیل جرم حجمی بیشتر آن انتخاب شد؛ نتایج این تحقیق نشان می¬دهد که با استفاده از مخلوط¬های سوخت دیزل بیودیزل بیو اتانول، توان و گشتاور فقط برای مخلوط سوخت D65B25E10 به صورت معنی¬داری کاهش می¬یابد. علت این امر، کم بودن محتوای حرارتی بیودیزل و اتانول و بیشتر بودن گرمای نهان تبخیر اتانول و وجود آب در اتانول می¬باشد. مصرف سوخت و مصرف سوخت ویژه این مخلوط¬ها با افزایش درصد بیودیزل و بیواتانول به دلیل ارزش حرارتی کمتر بیودیزل و بیواتانول و بیشتر بودن جرم حجمی و گرانروی بیودیزل به ترتیب، حداکثر 49/10% و 04/11% افزایش می¬یابد. نتایج نشان می¬دهد که مخلوط سوخت D93B5E2 دارای بهترین عملکرد (توان kW 79/64 و گشتاور N.m04/311) و کمترین افزایش درصد مصرف سوخت ویژه (48/3%) در بین مخلوط¬ها می¬باشد. ولی اگر هدف استفاده درصد بیشتری از بیودیزل و بیواتانول است، می¬توان از مخلوط¬هایD86B10E4 و D79B15E6 استفاده نمود. همچنین میزان آلاینده¬های خروجی اگزوز شامل هیدروکربن¬های نسوخته، اکسیدهای نیتروژن، دی اکسید کربن و منوکسیدکربن اندازه¬گیری شد. نتایج افزایش میزان آلاینده¬های HC ، NOX و CO2 به طور معنی¬دار و به ترتیب با 63/7% و 15/10% و 58/10% افزایش و کاهش آلاینده¬ی CO به طور معنی¬دار به مقدار 48% کاهش را نشان می-دهد. نتایج همچنین نشان داد با افزایش سرعت PTO، میزان شتاب ارتعاش در جهت عمودی برای همه سوخت¬ها به جز سوخت D93B5E2 افزایش می¬یابد. دلیل احتمالی که می¬تواند در مقدار ارتعاش تأثیر داشته باشد، میزان اکسیژن موجود در مخلوط¬های سوخت و نوع پاشش و میزان پودر شدن سوخت و افزایش چگالی و نقطه اشتعال در مخلوط¬ها باشد. زیاد شدن شتاب ارتعاش با افزایش سرعت نیز به دلیل افزایش تعداد کورس¬های قدرت در واحد زمان و افزایش نیروهای اینرسی قطعات متحرک موتور می¬باشد. کمترین و بیشترین شتاب ارتعاش موتور به ترتیب برای سوخت¬های D93B5E2 با 96/1% کاهش و D65B25E10 با 33/6% افزایش مشاهده شد. واژه¬های کلیدی: بیودیزل، بیواتانول، تراکتور، عملکرد موتور، آلاینده¬های خروجی اگزوز، ارتعاش.
- Abstract
- In order to preserve the existing natural resources and reduce environmental pollutional many research works has been carried out to find new sources to replace fossil fuels. Biodiesel and Ethanol are the most studied renewable sources of fuel. They can be used instead of fossil fuels in internal combustion engines, either in pure or blending form. The aims of this study were to evaluate performance, exhaust emissions and vertical vibration (time domain) of a MF-399 tractor engine by using diesel-biodiesel-ethanol fuel blends. The blends were pure diesel (D100B0E0), D93B5E2, D86B10E4, D79B15E6, D72B20E8 and D65B25E10. Percentage of biodiesel and ethanol in the blends was selected so that the diesel fuel was based and ethanol was added as an additive to 10%, because large amounts of ethanol may greatly affect the blend specifications and combustion process. The amounts of biodiesel were also limited to 25% so the greater density of biodiesel than pure diesel fuel might be caused unsuitable atomization of the blends. The results shows that the power and torque of MF-399 tractor engine were decreased sinificantly only for the D65B25E10 blend, which could be attributed to the lower heat content of biodiesel and ethanol and the greater latent heat of ethanol vaporization as well as due to existance of a litter water in the ethanol. The engine fuel consumption and specific fuel consumption increased 10.49% and 11.04%, respectively for the blends. It could be contributed to the lower heating value of the biodiesel and ethanol. The D93B5E2 blend had the best performance (64.79 Kw and 311.04 N.m) and the lowest increase in specific fuel consumption (3.48%). The D93B5E2 fuel blend suggested as an appropriate alternative for diesel fuel. Although the D86B10E4 and D79B15E6 blends could be also suggested when application of more percentage of biodiesel and bioethanol were desired. The amount of exhaust emissions, unburned hydrocarbons, nitrogen oxides, carbon dioxide and carbon monoxide were measured. The results showed that an increase significantly in unburned hydrocarbons, nitrogen oxides and carbon dioxide as 7.63%, 10.15% and 10.58%, respectively as well as decrease significantly in carbon monoxide as 48%. The vibration acceleration was increased with increasing the PTO speed for all of the fuel blends except the D93B5E2 blend. Because the amount of oxygen in the fuel blends, fuel injection, increased density and flash point of the blends. Vibration acceleration increases due to the increasing number of power courses in unit time and increased inertia forces of the moving parts of the engine. Minimum and maximum of engine vibration acceleration was observed for fuel blends D93B5E2 (1.96%) and D65B25E10 (6.33%), respectively. KeyWords: Biodiesel, Bioethanol, Tractor, Engine performance, Exhaust Emission,Vibration.
