بررسی تاثیر افزودن نانوکامپوزیت Al2O3-SiO2 به سوخت بیودیزل-دیزل بر روی عملکرد و آلایندگی یک موتور دیزلی

Abstract

بیودیزل یکی از انرژی­ های پاک و تجدیدپذیر است که می‌تواند جایگزین مناسبی برای سوخت­ های فسیلی باشد و بدون تغییردادن موتورهای دیزلی جایگزین دیزل­ های نفتی شود. این پژوهش دارای دو بخش بوده که در بخش اول به مقایسه نتایج افزودنی نانوذرات آلومینا، نانوذرات سیلیکا و ترکیب نانوکامپوزیت آلومینا-سیلیکا به سوخت بیودیزل بر پارامترهای عملکردی و انتشار آلاینده‌های خروجی پرداخته شد. در بخش دوم، کارایی شبکه عصبی در پیش‌بینی پارامترهای تاثیرگذار بر عملکرد و گازهای خروجی بررسی شده است. ابتدا، با افزوده­شدن B₅به سوخت دیزل، کاهش در میزان آلاینده‌ CO، کاهش مصرف ویژه سوخت و افزایش در گشتاور و توان ترمزی رخ داد. در گام بعدی، نانوذرات آلومینا و سیلیکا به­طور جداگانه در نسبت­های مختلف 30، 60، 90 و ppm 120 به سوخت دیزل-بیودیزل افزوده شد. نتایج نشان داد که نانوذرات سیلیکا نسبت­به نانوذرات آلومینا باعث بهبودی بیشتر در عملکرد موتور دیزلی و کاهش آلاینده‌ها شده که در نسبت ppm90، افزایش 21/6% در توان ترمزی حاصل شد. گشتاور هیچ تغییری نکرد و کاهش 8/1% در CO₂، کاهش 56/16% در CO، کاهش 3/05% در مصرف سوخت و افزایش بسیار جزئی 0/57% و 0/6% در NO_X و NO صورت گرفت. سپس، نمونه­ های کامپوزیت­ شده با نسبت ­های مختلف به سوخت دیزل-بیودیزل افزوده شدند. از بین نانوکامپوزیت‌ها، ترکیب B₅Al₆₀Si₆₀دارای بیشینه توان و گشتاور بود و منجربه افزایش 1/44% در گشتاور و افزایش 1/64% در توان ترمزی نسبت­به سوخت دیزل شد و نیز به­ ترتیب منجربه کاهش 39/21%، 10/9%، 6/9% و 6/85% در CO، CO₂، NO و NO_X شد. شبکۀ عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه با یک و دولایۀ پنهان و دو نوع تابع فعال‌سازی سیگموئیدی و تانژانت هیپربولیک برای تحلیل نتایج استفاده شد. مقادیر MSE و R به ­ترتیب برای توان ترمزی 21/10 و 0/9905، برای CO 1498/75 و 0/9910، برای CO₂ 0/0009و 0/9940، برای NO 3/94و 0/9965، برای NO_x 4/39 و 0/9919 و برای گشتاور 0/00079919و0/9905بوده است. در مجموع، شبکه با تابع فعال‌سازی سیگموئیدی و دو لایه پنهان بهترین شبکه بوده است.