بررسی تجربی اثر غلظت نانوذرات بر عملکرد موتور اشتعال تراکمی با سوخت دیزل/بیودیزل از دیدگاه قانون اول و دوم

Abstract

کاهش منابع انرژی‌های فسیلی همراه با تشدید قوانین زیست‌محیطی برای کنترل آلاینده‌های خروجی از موتور، استفاده از سوخت‌های پاک‌تر و تجدیدپذیر را اجتناب‌ناپذیر کرده است. از این‌رو، استفاده از سوخت بیودیزل هم به‌عنوان راه‌کاری برای حفظ منابع انرژی و هم کاهنده آلاینده‌ها اهمیت بسیاری در موتورها پیدا کرده است. از طرفی، سوخت بیودیزل باعث افزایش آلاینده ناکس (NOx) در موتورها می‌شود که استفاده از افزودنی آب برای کاهش دمای احتراق را ناگزیر می‌کند. برای جبران اثر منفی استفاده از آب کاهش کیفیت احتراق و در نتیجه کاهش راندمان حرارتی و اگزرژی، استفاده از افزودنی نانوذرات فلزی می‌تواند راه‌حل قابل اطمینانی باشد. در این مطالعه، اثر افزودن غلظت‌های مختلف نانوذرات بر بهبود راندمان قانون اول و دوم و نیز مصرف سوخت یک موتور تک‌سیلندر که با ترکیب‌های مختلف سوخت با فرمول BXWYNZ (سوخت دیزل با X% جرمی بیودیزل، Y% جرمی آب و Zبخش در میلیون نانوذره) کار می‌کند، مورد بررسی تجربی قرار گرفته است. نتایج این بررسی نشان می‌دهد که افزودن ۶۰بخش در میلیون نانوذره به ترکیب B۰W۵ باعث بهبود حدود ۳% در بازده قانون اول و ۲/۵% در بازده قانون دوم، نسبت به سوخت دیزل خالص خواهد شد. این مقادیر برای افزودن ۹۰بخش در میلیون نانوذره به‌ترتیب حدود ۴ و ۳/۸% و برای ۱۲۰بخش در میلیون نانوذره به ترتیب ۵ و ۴/۷% هستند. به‌علاوه، براساس نتایج تجربی به‌دست‌آمده، ترکیب B۱۵W۵N۱۲۰ دارای ۷/۵% بازده قانون اول بالاتر و ۷% بازده قانون دوم بالاتر نسبت به سوخت دیزل خالص است.