>
Fa   |   Ar   |   En
   بررسی ویژگی‌های عملکرد و آلایندگی موتور حین آزمون سوخت‌های ترکیبی دیزل- بیودیزل حاصل از روغن‌های گیاهی و مدل‌سازی آن‌ها  
   
نویسنده موسوی سیدی رضا ,عسکری محمد ,میری محمدرضا
منبع ماشين هاي كشاورزي - 1404 - دوره : 15 - شماره : 2 - صفحه:229 -245
چکیده    در این تحقیق، پس از تولید سوخت‌های ترکیبی دیزل- بیودیزل روغن‌ گیاهان کلزا، سویا و پالم، تاثیر آن‌ها بر عملکرد موتور (توان، گشتاور و مصرف سوخت ویژه) و آلاینده‌های خروجی (nox، hc، co و co2) مدل‌سازی شد. دیزل خالص به همراه مخلوط‌های 10 و 20 درصد بیودیزل کلزا، سویا و پالم و مخلوط 10 و 20 درصد از 3 بیودیزل مذکور در 4 سرعت (1800، 2100، 2400 و 2700 دور بر دقیقه) تحت شرایط بار کامل موتور آزمایش شدند. داده‌ها به‌عنوان ورودی روش‌های مدل‌سازی رگرسیون خطی، غیرخطی و سیستم استنتاج فازی- عصبی تطبیقی (انفیس) استفاده شدند. نتایج نشان داد که در همه سوخت‌های ترکیبی مقادیر توان، مصرف سوخت ویژه و تمامی آلاینده‌ها با افزایش سرعت موتور، افزایش اما گشتاور کاهش یافت. سوخت ترکیبی بیودیزل پالم 20 درصد می‌تواند به‌عنوان سوخت جایگزین در موتورهای دیزلی بدون تغییر موتور استفاده شود. رگرسیون غیرخطی دقیق‌تر از نوع خطی بوده همچنین بین مقادیر واقعی و پیش‌بینی‌شده متغیرهای عملکرد و آلایندگی موتور توسط انفیس، همبستگی بسیار بالاتری (ضریب تبیین بیشتر از 0.98) در قیاس با رگرسیون خطی (ضریب تبیین کمتر از 0.47) و غیرخطی (ضریب تبیین کمتر از 0.92) وجود دارد. بیشترین و کمترین ضرایب تبیین در معادلات ارائه‌شده توسط انفیس مربوط به پارامترهای sfc و p به‌ترتیب به میزان 0.99 و 0.98 است که بسیار بیشتر از ضرایب تبیین بیشینه و کمینه در معادلات رگرسیون خطی (0.47 و 0.00 به‌ترتیب مربوط به t و p) و غیرخطی (0.92 و 0.60 به‌ترتیب مربوط به sfc و co) است.
کلیدواژه انفیس، بازدهی موتور، روغن پالم، روغن سویا، روغن کلزا
آدرس دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری, دانشکده مهندسی زراعی, گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم, ایران, دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری, دانشکده مهندسی زراعی, گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم, ایران, دانشگاه فردوسی مشهد, دانشکده کشاورزی, گروه مهندسی بیوسیستم, ایران
پست الکترونیکی seyedmohammadreza.miri@mail.um.ac.ir
 
   investigating engine performance and emission characteristics during testing of diesel-biodiesel mixed fuels obtained from vegetable oils and their modeling  
   
Authors mousavi seyedi r. ,askari m. ,miri m. r.
Abstract    introductionin asia, two-wheeled agricultural tractors predominantly use single-cylinder two-stroke diesel engines, which are characterized by high fuel consumption and substantial air pollution. at the same time, the severe environmental impacts of energy production from diminishing fossil fuel reserves are increasingly evident. therefore, it is essential to develop sustainable and clean energy sources to meet these needs. biodiesel is an alternative fuel that can be blended with conventional diesel to help reduce environmental pollution. in this study, diesel-biodiesel blends produced from rapeseed, soybean, and palm oil were evaluated for their effects on engine performance metrics, including power (p), torque (t), and specific fuel consumption (sfc). furthermore, the emissions of pollutants (nox, hc, co, and co₂) from these fuels were measured and modeled using linear and non-linear regression, as well as the adaptive neuro-fuzzy inference system (anfis).materials and methodsto leverage the benefits of palm oil biodiesel, known for its high calorific value, along with the low kinematic viscosity of biodiesel derived from soybean and rapeseed oils, pure diesel was blended with 10% and 20% mixtures of rapeseed, soybean, and palm biodiesel, as well as 10% and 20% combinations of all three biodiesels. these nine fuel blends were tested at four engine speeds (1800, 2100, 2400, and 2700 rpm) under full load conditions. the diesel-biodiesel blends were produced at sari agricultural sciences and natural resources university (sanru) and transported to the engine laboratory at tarbiat modares university in tehran, iran, for detailed analysis. a total of 36 treatments were evaluated using a randomized complete block design (rcbd), incorporating four engine speeds and nine fuel types. the measured outputs included engine power, torque, specific fuel consumption, and pollutant emissions such as nox, hc, co, and co₂. the collected data were used as input for modeling through both linear and non-linear regression in spss software, as well as anfis in matlab software.results and discussionthis study evaluated nine diesel-biodiesel blends derived from palm, rapeseed, and soybean oils using a diesel engine in a controlled laboratory setting. tests were carried out at four engine speeds—1800, 2100, 2400, and 2700 rpm—under full load conditions to assess engine performance and exhaust emissions. the results showed that for all tested fuel blends, power, specific fuel consumption, and pollutant emissions increased with engine speed, while torque decreased. based on the findings, a blend containing 20% palm biodiesel can be used as an alternative fuel in diesel engines without requiring any modifications. the modeling results indicated that non-linear regression provided better accuracy than linear regression. however, anfis demonstrated a much higher correlation between actual and predicted values, with r² exceeding 0.98 for both performance parameters and emissions, compared to r² values below 0.47 for linear regression and below 0.92 for non-linear regression. the anfis model achieved its highest and lowest r² values at 0.99 for specific fuel consumption (sfc) and 0.98 for power (p), respectively; substantially higher than those from linear regression, which yielded 0.47 for torque (t) and 0.00 for power. non-linear regression resulted in r² values of 0.92 for sfc and 0.60 for carbon monoxide (co), still lower than those achieved by anfis. overall, the highest r² value recorded was 0.7525 for torque, and the lowest was 0.6112 for power.conclusionsingle-cylinder diesel engines, which have high fuel consumption and contribute to air pollution, are commonly used in two-wheel agricultural tractors across asia. one approach to reducing the environmental impact of fossil fuels is to use biodiesel in these engines without requiring any modifications.
Keywords anfis ,engine efficiency ,palm oil ,rapeseed oil ,soybean oil
 
 

Copyright 2023
Islamic World Science Citation Center
All Rights Reserved