Күн энергиясы мен биогаз негізінде жұмыс істейтін қос отынды дизельді қозғалтқыштардың өнімділігін арттыру және шығарындыларын азайту
Авторлар
DOI:
https://doi.org/10.31489/2025N1/67-75Кілт сөздер:
биогаз, қос отындық, дизель, өнімділік, шығарындыларАңдатпа
Ғаламдық энергияға деген сұраныс үнемі өсуде, ал бұл сұраныс қазба отындары арқылы қамтамасыз етіліп келеді, нәтижесінде айтарлықтай экологиялық зиян келтірілуде. Биогаз сияқты балама энергия көздері қазба отындарын азайтудың тиімді шешімі болып табылады, себебі оның өздігінен тұтану температурасы жоғары (шамамен 650°C), бұл оны жоғары сығылу дәрежесіне ие қозғалтқыштарда қолдануға қолайлы етеді. Бұл зерттеудің мақсаты – қос отынды дизельді қозғалтқыштарда биогазды қолданудың өнімділік пен шығарындыларға әсерін бағалау. Эксперименттер дизельді қозғалтқышта бір отынды және қос отынды режимдерде жүргізілді, биогаздың шығын мөлшері 3, 4 және 5 л/мин аралығында өзгертілді. Зерттеу нәтижелері көрсеткендей, қос отынды режимде биогазды қолдану 3 және 4 л/мин шығын мөлшерінде бір отынды режиммен салыстырғанда жоғары айналу моменті мен тежегіш қуат береді. Сонымен қатар, бір отынды дизельді қозғалтқыштың шығарындылары CO (0,29%) және CO₂ (5,67%) ең жоғары мәндерге ие болғаны анықталды, ал қос отынды қозғалтқышта CO (0,27%) және CO₂ (5,51%) деңгейлері байқалды. Бұл нәтижелер биогазды қос отын ретінде пайдалану қозғалтқыштың өнімділігін жақсартумен қатар, зиянды шығарындыларды азайтуға көмектесетінін көрсетеді, бұл оны тұрақты энергетикалық балама ретінде қарастыруға мүмкіндік береді.
References
Abanades S., Abbaspour H., Ahmadi A., Das A., Ehyaei M.A., Esmaeilion F., El Haj Assad M., Hajilounezhad T., Jamali D.H., Hmida A., Ozgoli H.A., Safari S., Al Shabi M., Bani-Hani E.H. (2022) A critical review of biogas production and usage with legislations framework across the globe. Int. J. Environ. Sci. Technol., 19, 3377 – 3400. https://doi.org/10.1007/s13762-021-03301-6
Aydın M., Uslu S., Bahattin Çelik M. (2020) Performance and emission prediction of a compression ignition engine fueled with biodiesel-diesel blends: A combined application of ANN and RSM based optimization. Fuel, 269. https://doi.org/10.10.1016/j.fuel.2020.117472
Simsek S., Ozdalyan B. (2018) Improvements to the composition of fusel oil and analysis of the effects of fusel oil-gasoline blends on a spark-ignited (SI) engine’s performance and emissions. Energies, 11 (3). https://doi.org/10.3390/en11030625
Simsek S. (2020) Effects of biodiesel obtained from Canola, sefflower oils and waste oils on the engine performance and exhaust emissions. Fuel, 265, 117026. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.117026
Uslu S. (2020) Optimization of diesel engine operating parameters fueled with palm oil-diesel blend: Comparative evaluation between response surface methodology (RSM) and artificial neural network (ANN). Fuel, 276, 117990. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.117990
Barik D., Murugan S. (2014) Investigation on combustion performance and emission characteristics of a DI (direct injection) diesel engine fueled with biogas-diesel in dual fuel mode. Energy, 72, 760–771. https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.05.106.
Ali R., Raheemah S., Al-Mayyahi N.N. (2020) Numerical Analysis of Combustion Characteristics and Emission of Dual and Tri-Fuel Diesel Engine under Two Engine Speeds. Jordan Journal of Mechanical and Industrial Engineering, 14 (2), 205 - 213. Available at: https://www.researchgate.net/publication/343769901
Ambarita H. (2017) Performance and emission characteristics of a small diesel engine run in dual-fuel (diesel-biogas) mode. Case Stud. Therm. Eng., 10, 179 – 191. https://doi.org/10.1016/j.csite.2017.06.003
Møller H.B., Sørensen P., Olesen J.E., Petersen S.O., Nyord T., Sommer S.G. (2022) Agricultural Biogas Production—Climate and Environmental Impacts. Sustainability, 14 (3), 1 - 24. https://doi.org/10.3390/su14031849
Abilmazhinov E., Akimzhanov A., Shaiakhmetov E., Anibaev S., Nurgaliyev N., Shakerkhan K., Sailauov D. (2021). Development of the biogas industry and prospects for the implementation of biogas plants in kazakhstan. Eurasian Physical Technical Journal, 18, 3(37), 76–82. https://doi.org/10.31489/2021No3/76-82
Ali S., Qin Y., Razzaq A., Khan I., Irfan M. (2022) Modeling Factors of Biogas Technology Adoption: A Roadmap Towards Environmental Sustainability and Green Revolution. Environ. Sci. Pollut. Res., 30 (5), 11838–11860. https://doi.org/10.1007/s11356-022-22894-0
Kumar A., Daw P., Milstein D. Homogeneous Catalysis for Sustainable Energy: Hydrogen and Methanol Economies. Fuels From Biomass, and Related Topics. Chem. Rev., 122 (1), 385 – 441. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.1c00412
He L., Chen L., Dong X., Zhang S., Zhang M., Dai X., Liu X., Lin P., Li K., Chen C., Pan T., Ma F., Chen J., Yuan M., Zhang Yu., Chen L., Zhou R., Han Yu., Chai Z., Wang S.(2021) A nitrogen-rich covalent organic framework for simultaneous dynamic capture of iodine and methyl iodide. Chem, 7 (3). 699 - 714. https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.11.024
Ga B.V., T.M.T. Bui, Hoang A.T., Nižetić S., Thi T.X.N., Vo A.V. (2021) Hydrogen-Enriched Biogas Premixed Charge Combustion and Emissions in Direct Injection and Indirect Injection Diesel Dual Fueled Engines: A Comparative Study. J. Energy Resour. Technol., 143 (12) , 120907. https://doi.org/10.1115/1.4051574
Fop S., McCombie K.S., Wildman E.J., Skakle J.M.S., Irvine J.T.S., Connor P.A., Savaniu C., Ritter C., & Mclaughlin A.C. (2020) High Oxide Ion and Proton Conductivity in a Disordered Hexagonal Perovskite. Nat. Mater., 19 ( 7), 752–757. https://doi.org/10.1038/s41563-020-0629-4
Golmakani A., Nabavi S.A., Wadi B., Manović V. Advances, Challenges, and Perspectives of Biogas Cleaning, Upgrading, and Utilisation. Fuel, 317, 123085. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.123085
Dahlgren S. Biogas-Based Fuels as Renewable Energy in the Transport Sector: An Overview of the Potential of Using CBG, LBG and Other Vehicle Fuels Produced From Biogas. Biofuels, 13 (5), 587 – 599. https://doi.org/10.1080/17597269.2020.1821571
Nayak S.K., Hoang A.T., Nižetić S., Nguyen X.P., Le T.H. (2022) Effects of advanced injection timing and inducted gaseous fuel on performance, combustion and emission characteristics of a diesel engine operated in dual-fuel mode. Fuel, 310, 122232. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.122232
Kurniawan M.A., Yuvenda D., Sudarmanta B. (2019) The Effects CNG Injection Timing on Engine Performance and Emissions of A Diesel Dual Fuel Engine. Journal for Technology and Science, 30 (2), 64 - 67. https://doi.org/http://dx.doi.org/10.12962/j20882033.v30i2.4996
Wang Z., Zhang F., Xia Y., Wang D., Xu Y., Du G. (2021) Combustion phase of a diesel/natural gas dual fuel engine under various pilot diesel injection timings. Fuel, 289, 119869. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.119869
Arbi Trihatmojo, A., Sudarmanta B. Muraza O. (2023) Performance and Combustion Process of a Dual Fuel Diesel Engine Operating with CNG-Palm Oil Biodiesel. Journal of Railway Transportation and Technology, 2(1), 10–20. https://doi.org/10.37367/jrtt.v2i1.22
Liu J., Ma B., Zhao H. (2020) Combustion Parameters Optimization of a Diesel/Natural Gas Dual Fuel Engine Using Genetic Algorithm. Fuel, 260, 16365. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.116365
Experimental investigation on the combustion and exhaust emission characteristics of biogas–biodiesel dual-fuel combustion in a CI engine. Fuel Process. Technol., 92 (5), 992–1000. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2010.12.021.
Liu Y., Chen Y., Tian Y., Sakthivel T., Liu H., Guo S., Zeng H., Dai Z. (2022) Synergizing hydrogen spillover and deprotonation by the internal polarization field in a MoS2/NiPS3 vertical heterostructure for boosted water electrolysis. Adv. Mater., 34, 2203615. https://doi.org/10.1002/adma.202203615
Yousefi A., Guo H., Dev S., Lafrance S., Liko B. (2022) A study on split diesel injection on thermal efficiency and emissions of an ammonia/diesel dual-fuel engine. Fuel, 316, 123412. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.123412
Papagiannakis R.G., Hountalas D.T. (2004) Combustion and exhaust emission characteristics of a dual fuel compression ignition engine operated with pilot Diesel fuel and natural gas. Energy Conversion and Management, 45, 2971–2987. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2004.01.013
Leykun M.G., Mekonen M.W. (2022) Investigation of the Performance and Emission Characteristics of Diesel Engine Fueled with Biogas-Diesel Dual Fuel. Fuels, 3 (1), 15 – 30. https://doi.org/10.3390/fuels301000
Simsek S., Uslu S. (2020) Investigation of the impacts of gasoline, biogas and LPG fuels on engine performance and exhaust emissions in different throttle positions on SI engine. Fuel, 279, 118528. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.118528
Mohsin R., Majid Z.A., Shihnan A.H., Nasri N.S., Sharer Z. (2014) Effect of biodiesel blends on engine performance and exhaust emission for diesel dual fuel engine. Energy Convers. Manag., 88, 821 – 828. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2014.09.027
Ridhuan K., Mafruddin, D.W., Wawan A.Ya., Rusman T.P., Asroni and Irawan D. (2023) The Effect of Gasoline Fuel and Biogas on Engine Performance and Exhaust Emissions. ARPN J. Eng. Appl. Sci., 18 (10), 1089–1094. https://doi.org/10.59018/0523142
Downloads
Жарияланды
How to Cite
Журналдың саны
Бөлім
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
