Investigation on the characteristics of diesel engine running on microalgal oil

Mikrodumbliai išsiskiria iš visų žinomų biomasės rūšių savo galimybe atliepti ateities iššūkius, jei vertinsim jų prieinamumą, trumpą augimo periodą, greitą prieaugį, derliaus kiekį gaunamą iš ploto vieneto, konkurencijos nebuvimą su dirbama žeme. Šios savybės leidžia dumblių biomasę laikyti tinkamiausia žaliava gaminti biodegalus ir pridėtinę vertę kuriančius antrinius produktus naudojant biologinio perdirbimo technologijas. Šio darbo autorius iškėlė problemą, kad norint atsisakyti dalies iškastinių degalų naudojamų transporto sektoriuje, dalį suvartojamo dyzelino galima būtų sėkmingai pakeisti biodegalais, pagamintais iš mikrodumblių rūšies P.moriformis. Šis disertacinis darbas dedikuotas detaliam mikrodumblių aliejaus naudojamo transporte vertinimui, kuris apėmė mikrodumblių auginimo technologijos parinkimą, variklio degimo proceso skaitinį modeliavimą, pagamintų biodegalų fizikinių-cheminių charakteristikų nustatymą, išsamius dyzelinio variklio eksploatacinių ir aplinkosauginių charakteristikų tyrimus jam dirbant skirtingomis apkrovomis, paankstintais arba pavėlintais degalų įpurškimo kampais bei aktyviu /neaktyviu deginių recirkuliaciniu vožtuvu. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai, bendrosios išvados, naudotos litera-tūros sąrašas, autoriaus publikacijų sąrašas ir priedai. Įvadinėje dalyje suformuluota problematika, aptartas darbo aktualumas ir tyrimų tikslai. Metodika ir įvardinti uždaviniai pabrėžia ir atspindi darbo aktualumą ir jo mokslinį naujumą. Taip pat šioje dalyje supažindinama su disertacinio darbo struktūra ir autoriaus publikacijomis tyrimų tematika. Pirmasis skyrius skaitytojui leidžia pažvelgti į Lietuvos transporto sektorių ir jo kelių dešimtmečių kelią darnaus mobilumo link, vertinant oro taršos pokyčius. Mikrodumblių potencialo biodegalų gamybą, procesų inžinerijos svarbą ir įvairių sinergijų paiešką siekiant efektyvumo. Apžvelgti mokslininkų tyrimai slėginio suspaudimo varikliuose naudojant grynus augalinius aliejus bei jų mišiniu su mineraliniu dyzelinu. Antrajame skyriuje aprašyta tyrimų metodologija, naudota įranga, eksperimentų eiga, degalų terminės analizės rezultatai ir paklaidų skaičiavimas. Trečiame skyriuje pateikti eksperimentinių tyrimų rezultatai, kurie apima: mikrodumblių aliejaus degimo proceso dyzelinio variklio cilindruose skaitinį modeliavimą, naudojant AVL BOOST programinį paketą; Laboratorinio variklio energetinių ir ekologinių rodiklių pokyčius, priklausomai nuo apkrovos charakteristikos; Reguliavimo charakteristikos paankstinant ir/arba pavėlinant degalų įpurškimą ir jo įtaka dyzelinio variklio energetiniams ir ekologiniams rodikliams; Išorinę greičio charakteristiką varikliui veikiant mikrodumblių aliejaus ir dyzelino mišiniu.Disertacij

Assessment of Microalgae Oil as a Carbon-Neutral Transport Fuel: Engine Performance, Energy Balance Changes, and Exhaust Gas Emissions

Notwithstanding the substantial progress acheved since 2010 in the attempts to realize the potential of microalgae biofuels in the transportation sector, the prospects for commercial production of CO2-neutral biofuels are more challenging today than they were in 2010. Pure P. moriformis microalgae oil was subjected to unmodified engine performance testing as a less investigated type of fuel. Conventional diesel was used as a reference fuel to compare and to contrast the energy balances of an engine as well as to juxtapose performance and emission indicators for both unary fuels. According to the methodology applied, the variation of BSFC rates, BTE, smoke opacity, NOx, HC, CO2, O2, and exhaust gas temperature on three different loads were established during compression ignition (CI) engine operation at EGR Off, 25% EGR, 18% EGR and 9% EGR modes, respectively. Simulation model (AVL Boost/BURN) was employed to assess the in-cylinder process parameters (pressure, pressure rise, temperature, temperature rise, ROHR, and MFB). Furthermore, the first law energy balances for an engine running on each of the test fuels were built up to provide useful insights about the peculiarities of energy conversion. Not depending on EGR mode applied, the CI engine running on microalgae oil was responsible for slightly higher BTE values, drastically reduced smoke opacity, higher CO2 values, and smaller O2 concentration, marginally increased NOx levels and lower total energy losses (in %) if compared to the performance with diesel fuel