Published November 1, 2021 | Version v1
Publication Metadata-only

Experimental optimization of engine performance of a dual-fuel compression-ignition engine operating on hydrogen-compressed natural gas and Moringa biodiesel

Creators

  • 1. China University of Petroleum, Beijing
  • 2. Covenant University
  • 3. Madonna University

Description

Non admixed Natural gas-fuelled diesel engines are usually associated with harsh engine emissions as well as low performances at moderate to high engine loads. However, the use of Moringa biodiesel as additive in hydrogen-compressed natural gas (HCNG) is a viable novel strategy for reducing toxic emissions such as hydrocarbons and nitrogen oxides in CI engines. In this study, five hybrid HCNG–Moringa biodiesel (MB) oil samples labelled A–E were analysed for their abilities to improve the overall performance of a CI engine (Petter PH1W diesel engine). The fuels had a fixed volume by volume hydrogen : carbon ratio of 87:13% respectively, and the HCNG–MB hybrid samples consisted of 0, 5, 7, 10 and 13 %v/v MB for samples A, B, C, D and E, respectively. At higher engine loads (i.e. 58%–100%), the engine performance improved thus giving higher BTEs in the range of 19–33.9% for all the fuel blends relative to the BTE (15.1%–19%) of the unblended HCNG fuel; this confirms the suitability of MB as an additive for improving the brake thermal efficiency of CI engines; there were also reductions in HC, O2, CO2, CO and NOx emissions for all the MB–HCNG fuels relative to the case of the unblended HCNG fuel. At optimum condition, the fuel that gave the best results in terms of the aforementioned engine characteristics is the MB–HCNG fuel blend having 10% MB.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

عادة ما ترتبط محركات الديزل التي تعمل بالغاز الطبيعي غير المختلطة بانبعاثات المحرك القاسية بالإضافة إلى الأداء المنخفض عند أحمال المحرك المعتدلة إلى العالية. ومع ذلك، فإن استخدام وقود الديزل الحيوي المورينجا كمادة مضافة في الغاز الطبيعي المضغوط بالهيدروجين (HCNG) هو استراتيجية جديدة قابلة للتطبيق للحد من الانبعاثات السامة مثل الهيدروكربونات وأكاسيد النيتروجين في محركات CI. في هذه الدراسة، تم تحليل خمس عينات هجينة من زيت الديزل الحيوي HCNG - Moringa (MB) المسمى A - E لقدراتها على تحسين الأداء العام لمحرك CI (محرك الديزل Petter PH1W). كان للوقود حجم ثابت من حيث حجم الهيدروجين : نسبة الكربون 87: 13 ٪ على التوالي، وكانت العينات الهجينة HCNG - MB تتكون من 0 و 5 و 7 و 10 و 13 ٪v/v MB للعينات A و B و C و D و E، على التوالي. في أحمال المحرك الأعلى (أي 58٪ -100 ٪)، تحسن أداء المحرك مما أعطى BTEs أعلى في حدود 19-33.9 ٪ لجميع خلائط الوقود بالنسبة إلى BTE (15.1٪ -19 ٪) من وقود HCNG غير المخلوط ؛ هذا يؤكد ملاءمة MB كمادة مضافة لتحسين الكفاءة الحرارية للفرامل لمحركات CI ؛ كان هناك أيضًا تخفيضات في انبعاثات HC و O2 و CO2 و CO و NOx لجميع وقود MB - HCNG بالنسبة لحالة وقود HCNG غير المخلوط. في الحالة المثلى، فإن الوقود الذي أعطى أفضل النتائج من حيث خصائص المحرك المذكورة أعلاه هو مزيج وقود MB - HCNG الذي يحتوي على 10 ٪ ميجابايت.

Translated Description (French)

Les moteurs diesel au gaz naturel non mélangés sont généralement associés à des émissions sévères du moteur ainsi qu'à de faibles performances à des charges modérées à élevées du moteur. Cependant, l'utilisation du biodiesel Moringa comme additif dans le gaz naturel comprimé à l'hydrogène (HCNG) est une nouvelle stratégie viable pour réduire les émissions toxiques telles que les hydrocarbures et les oxydes d'azote dans les moteurs à combustion interne. Dans cette étude, cinq échantillons d'huile hybride HCNG-Moringa biodiesel (MB) étiquetés A–E ont été analysés pour leur capacité à améliorer les performances globales d'un moteur CI (moteur diesel Petter PH1W). Les carburants avaient un rapport volume fixe en volume hydrogène : carbone de 87:13% respectivement, et les échantillons hybrides HCNG-MB se composaient de 0, 5, 7, 10 et 13%v/v MB pour les échantillons A, B, C, D et E, respectivement. À des charges moteur plus élevées (c'est-à-dire 58%–100%), les performances du moteur se sont améliorées, donnant ainsi des ETB plus élevés dans la plage de 19 à 33,9% pour tous les mélanges de carburant par rapport à l'ETB (15,1%–19%) du carburant HCNG non mélangé ; cela confirme l'adéquation du MB comme additif pour améliorer l'efficacité thermique des freins des moteurs CI ; il y a également eu des réductions des émissions de HC, O2, CO2, CO et NOx pour tous les carburants MB-HCNG par rapport au cas du carburant HCNG non mélangé. Dans des conditions optimales, le carburant qui a donné les meilleurs résultats en termes de caractéristiques du moteur susmentionnées est le mélange de carburant MB-HCNG ayant 10% MB.

Translated Description (Spanish)

Los motores diésel no mezclados alimentados con gas natural generalmente se asocian con emisiones severas del motor, así como con bajos rendimientos a cargas de motor moderadas a altas. Sin embargo, el uso del biodiesel de Moringa como aditivo en el gas natural comprimido con hidrógeno (HCNG) es una nueva estrategia viable para reducir las emisiones tóxicas como los hidrocarburos y los óxidos de nitrógeno en los motores de CI. En este estudio, se analizaron cinco muestras de aceite híbrido de biodiésel (MB) de HCNG-Moringa etiquetadas A–E por sus capacidades para mejorar el rendimiento general de un motor CI (motor diésel Petter PH1W). Los combustibles tenían una relación fija de volumen por volumen de hidrógeno : carbono de 87:13% respectivamente, y las muestras híbridas de HCNG-MB consistieron en 0, 5, 7, 10 y 13%v/v MB para las muestras A, B, C, D y E, respectivamente. A mayores cargas del motor (es decir, 58%–100%), el rendimiento del motor mejoró, dando así mayores BTE en el rango de 19-33.9% para todas las mezclas de combustible en relación con el BTE (15.1%–19%) del combustible HCNG no mezclado; esto confirma la idoneidad del MB como aditivo para mejorar la eficiencia térmica de los frenos de los motores CI; también hubo reducciones en las emisiones de HC, O2, CO2, CO y NOx para todos los combustibles MB-HCNG en relación con el caso del combustible HCNG no mezclado. En condiciones óptimas, el combustible que dio los mejores resultados en términos de las características del motor antes mencionadas es la mezcla de combustible MB–HCNG que tiene un 10% de MB.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحسين التجريبي لأداء المحرك لمحرك الإشعال بالضغط ثنائي الوقود الذي يعمل على الغاز الطبيعي المضغوط بالهيدروجين والديزل الحيوي المورينجا
Translated title (French)
Optimisation expérimentale des performances d'un moteur bicarburant à allumage par compression fonctionnant au gaz naturel comprimé à l'hydrogène et au biodiesel Moringa
Translated title (Spanish)
Optimización experimental del rendimiento del motor de un motor de encendido por compresión de combustible dual que funciona con gas natural comprimido con hidrógeno y biodiésel de Moringa

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3158284381
DOI
10.1016/j.egyr.2021.01.019

Is supplement to
https://openalex.org/W4383889936 (Other)
https://openalex.org/W4375953043 (Other)
https://openalex.org/W4294554169 (Other)
https://openalex.org/W4283749966 (Other)
https://openalex.org/W3048972967 (Other)
https://openalex.org/W2977345385 (Other)
https://openalex.org/W2235878471 (Other)
https://openalex.org/W2232069922 (Other)
https://openalex.org/W2127860540 (Other)
https://openalex.org/W2044185269 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Nigeria

References

  • https://openalex.org/W1606229414
  • https://openalex.org/W1981465333
  • https://openalex.org/W2018249509
  • https://openalex.org/W2020167012
  • https://openalex.org/W2028760790
  • https://openalex.org/W2031505288
  • https://openalex.org/W2034521853
  • https://openalex.org/W2041534616
  • https://openalex.org/W2078894689
  • https://openalex.org/W2095210716
  • https://openalex.org/W2103451063
  • https://openalex.org/W2122266254
  • https://openalex.org/W2172229910
  • https://openalex.org/W2191697930
  • https://openalex.org/W2262445817
  • https://openalex.org/W2483579449
  • https://openalex.org/W2512777751
  • https://openalex.org/W2626103714
  • https://openalex.org/W2735021295
  • https://openalex.org/W2751687340
  • https://openalex.org/W2754825946
  • https://openalex.org/W2759844994
  • https://openalex.org/W2791494668
  • https://openalex.org/W2802412789
  • https://openalex.org/W2809020407
  • https://openalex.org/W2887997115
  • https://openalex.org/W2897340376
  • https://openalex.org/W2938240440
  • https://openalex.org/W2939737649
  • https://openalex.org/W2971940952
  • https://openalex.org/W2990037872
  • https://openalex.org/W3008860743