Исследование биодизельного топлива с добавками пальмового масла и перекиси водорода

Palm oil is comparable to traditional diesel fuel in terms of calorifi c value, stoichiometric ratio, and cetane number. However, its increased kinematic viscosity and pour point make it diffi cult to use in pure form in diesel engines. (Research purpose) To study specifi c features of burning: diesel fuel with various additives of palm oil (biodiesel fuel); pure 100-percent palm oil; biodiesel fuel with various additives of palm oil and hydrogen peroxide, as well as to develop a method to control its combustion process. (Materials and methods) To determine the ignition time lag, the authors chose a method of kinetic modeling of self-ignition of biodiesel fuel in the air. The self-ignition process was simulated using the Chemical Workbench software package. An adiabatic calorimetric bomb model was used to perform calculations. To describe the process of self-ignition, a universal kinetic mechanism was used, which was verifi ed to calculate self-ignition of diesel and biodiesel fuel surrogates, as well as the formation of toxic substances and soot in the combustion processes. (Results and discussion) It is shown that adding palm oil to diesel fuel increases its ignition time lag, especially at low and medium temperatures of 750-950 kelvin. It was determined that with addition of 10 percent palm oil, the ignition time lag of biodiesel fuel is almost the same as that of diesel fuel no more than 5 percent. Increasing the amount of palm oil additive up to 30 percent and more signifi cantly increases the ignition time lag of the fuel. When using only palm oil as a fuel, the ignition time lag in the temperature range of 800-950 kelvin increases in two times. The study determined the optimal amount of hydrogen peroxide to be used for each composition of biodiesel fuel with various additives of palm oil. (Conclusions) It is shown that additives of hydrogen peroxide can infl uence the reactivity of biodiesel fuel and thereby regulate its ignition time lag.Пальмовое масло по теплоте сгорания, стехиометрическому соотношению, цетановому числу наиболее близко к традиционному дизельному топливу. Однако повышенные кинематическая вязкость, температура застывания затрудняют его применение в чистом виде в дизельных двигателях. (Цель исследования) Изучить особенности горения: дизельного топлива с различными добавками пальмового масла (биодизельного топлива); чистого 100-процентного пальмового масла; биодизельного топлива с различными добавками пальмового масла и перекиси водорода, а также разработать метод управления процессом его горения. (Материалы и методы) Для определения времени задержки воспламенения выбрали методику кинетического моделирования процесса самовоспламенения биодизельного топлива в воздухе. Моделирование процесса самовоспламенения проводили в программном комплексе Chemical Workbench. В расчетах использовали модель адиабатической калориметрической бомбы. Для описания процесса самовоспламенения использовали универсальный кинетический механизм, который был верифицирован для расчета самовоспламенения суррогатов дизельного, биодизельного топлива, образования токсичных веществ и сажи в процессах горения. (Результаты и обсуждение) Показали, что добавки пальмового масла к дизельному топливу увеличивают задержку его самовоспламенения, особенно в области низких и средних температур - 750-950 кельвинов. Определили, что при добавке до 10 процентов пальмового масла время задержки воспламенения биодизельного топлива практически не отличается от показателя дизельного топлива - не более 5 процентов. Повышение добавки пальмового масла до 30 процентов и более заметно увеличивает задержку воспламенения топлива. При использовании в качестве топлива только пальмового масла задержка воспламенения в диапазоне температур 800-950 кельвинов возрастает в 2 раза. Рассчитали для каждого состава биодизельного топлива с различными добавками пальмового масла оптимальное количество перекиси водорода. (Выводы) Показали, как с помощью добавок перекиси водорода можно влиять на реакционную способность биодизельного топлива и тем самым регулировать время задержки его воспламенения

Использование арахисового масла в качестве присадки к дизельному топливу

As part of the environmental requirements for reducing the toxicity of exhaust gases of internal combustion engines, including diesel engines of tractor and combine harvesters, great attention is paid to various ways of reducing harmful substances in the exhaust gases combustion products. The problem of using energy-saving resources, including renewable energy, various types of alternative fuels is currently solved. In several ways these include using vegetable oils from various agricultural crops, one of which is peanut oil. Its use can help to solve two urgent problems: reducing the toxicity of exhaust gases of internal combustion engines. (Research objective) To analyze the properties of peanut oil as an additive to diesel fuel and evaluate the performance of a diesel engine using this type of fuel. (Materials and methods) The properties of peanut oil differ from those of diesel fuel by higher viscosity and lower heat value. To compensate for these shortcomings, kerosene has been added to the mixture of diesel fuel with peanut oil. In cold climatic conditions, the use of pure peanut oil is difficult, since its cloud point is 3.3 degrees Celsius, which is 20 degrees higher than that of diesel fuel. In the blend composition, the cloud point of the fuel decreases, which makes it possible to use it in colder conditions. (Results and discussion) The authors have conducted a study on the tractor engine D-120 coupled with a brake balancer installation without additional engine adjustments. As a result, they have obtained the characteristics of the engine working on fuel with the addition of peanut oil. The authors have compared the results of the engine operation on pure and mixed diesel fuel, revealed indicators of operating efficiency and toxicity of exhaust gases. (Conclusions) It has been proved experimentally that the addition of peanut oil to diesel fuel leads to a decrease in the specific effective fuel consumption, and also reduces the emission of soot and nitrogen oxides, while the engine power decreases slightly.Реферат. В рамках экологических требований к снижению токсичности отработанных газов двигателей внутреннего сгорания, в том числе тракторных и комбайновых дизелей, большое внимание уделяют различным способам снижения вредных веществ в продуктах сгорания топлива. Решается задача использования энергосберегающих ресурсов, в том числе возобновляемых источников энергии, различных альтернативных видов топлива. К ним относятся растительные масла сельскохозяйственных культур, в том числе арахисовое. (Цель исследования) Проанализировать свойства арахисового масла как добавки к дизельному топливу и оценить показатели работы дизеля на топливе с добавками арахисового масла. (Материалы и методы) Арахисовое масло отличается от дизельного топлива более высокой вязкостью и меньшей теплотой сгорания. В смесь дизельного топлива с арахисовым маслом добавляли керосин для компенсации этих недостатков. В холодных климатических условиях использование арахисового масла в чистом виде затруднено, так как для него температура помутнения составляет 3,3 градуса Цельсия, что на 20 градусов выше, чем у дизельного топлива. В смесевом составе температура помутнения топлива понижается, что позволяет использовать его в более холодных условиях. (Результаты и обсуждение) Провели исследование на тракторном двигателе Д-120 в паре с тормозной балансирной установкой без дополнительных регулировок двигателя. Получили характеристики двигателя при работе на топливе с добавкой арахисового масла. Сравнили результаты работы двигателя на чистом дизельном топливе и смесевом, выявили показатели эффективности работы и токсичности отработанных газов. (Выводы) Экспериментально доказали, что добавка арахисового масла к дизельному топливу сокращает удельный эффективный расход топлива, а также уменьшает выброс сажи и оксидов азота, при этом мощность двигателя снижается незначительно