Published May 1, 2021 | Version v1
Publication Open

Combustion exhaust release impact, diesel engine performance, and optimization studies of green diesel-petrodiesel blend in a high compression ratio direct-injection compression-ignition engine

Creators

  • 1. Nnamdi Azikiwe University
  • 2. Ebonyi State University
  • 3. University of Nigeria

Description

Reports on the optimum brake-power, surrogate fuel, engine emissions, and efficiency using hybrid model on high compression ratio diesel engines are very imperative for effective application of biodiesel in power and renewable energy generation. This study presents Dyacrodes edulis biodiesel engine performance and combustion release optimization using response surface methodology-genetic algorithm (RSM-GA) as well as the variation of key engine efficiency and exhaust release indices with brake power and fuel blend in a high compression ratio (CR) diesel engine. Combustion emission impacts of the blends with respect to petro-diesel decreased in values except for NO X . Brake thermal efficiency (BTE), brake specific fuel consumption (BSFC), brake mean effective pressure (BMEP), volumetric efficiency, and exhaust temperature increased with brake power while specific energies decreased with load. Optimum conditions obtained using integrated RSM-GA were 40.03%, 0.05 kg/kW-h, 0.03%, 132.30 ppm, and 18.84 ppm for BTE, BSFC, CO, NOx, and HC respectively at low factor (engine load, engine speed, and fuel blend) conditions. At the optimum conditions, the experimental validation results were 44.01%, 0.05 kg/kW-h, 0.04%, 130.05 ppm, and 20.33 ppm for BTE, BSFC, CO, NOx, and HC respectively. The application of the feedstock in compression ignition engine is viable.

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

Translated Description (Arabic)

تعد التقارير حول قوة الفرامل المثلى والوقود البديل وانبعاثات المحرك والكفاءة باستخدام النموذج الهجين على محركات الديزل ذات نسبة الانضغاط العالية ضرورية للغاية للتطبيق الفعال للديزل الحيوي في توليد الطاقة والطاقة المتجددة. تعرض هذه الدراسة أداء محرك الديزل الحيوي Dyacrodes edulis وتحسين إطلاق الاحتراق باستخدام منهجية سطح الاستجابة - الخوارزمية الجينية (RSM - GA) بالإضافة إلى تباين كفاءة المحرك الرئيسية ومؤشرات إطلاق العادم مع قوة الفرامل ومزيج الوقود في محرك ديزل بنسبة ضغط عالية (CR). انخفضت تأثيرات انبعاثات الاحتراق من الخلائط فيما يتعلق بالديزل البترولي في القيم باستثناء أكسيد النيتروجين. زادت الكفاءة الحرارية للفرامل (BTE)، واستهلاك الوقود المحدد للفرامل (BSFC)، ومتوسط الضغط الفعال للفرامل (BMEP)، والكفاءة الحجمية، ودرجة حرارة العادم مع زيادة قوة الفرامل بينما انخفضت الطاقات المحددة مع الحمل. كانت الظروف المثلى التي تم الحصول عليها باستخدام RSM - GA المتكاملة 40.03 ٪ و 0.05 كجم/كيلو واط في الساعة و 0.03 ٪ و 132.30 جزء في المليون و 18.84 جزء في المليون لـ BTE و BSFC و CO و NOx و HC على التوالي في ظروف العامل المنخفض (حمل المحرك وسرعة المحرك ومزيج الوقود). في الظروف المثلى، كانت نتائج التحقق التجريبية 44.01 ٪ و 0.05 كجم/كيلو واط في الساعة و 0.04 ٪ و 130.05 جزء في المليون و 20.33 جزء في المليون لكل من BTE و BSFC و CO و NOx و HC على التوالي. تطبيق المادة الخام في محرك الإشعال بالضغط قابل للتطبيق.

Translated Description (French)

Les rapports sur la puissance de freinage optimale, le carburant de substitution, les émissions du moteur et l'efficacité en utilisant un modèle hybride sur les moteurs diesel à taux de compression élevé sont très impératifs pour une application efficace du biodiesel dans la production d'énergie et d'énergie renouvelable. Cette étude présente les performances du moteur biodiesel Dyacrodes edulis et l'optimisation du dégagement de combustion à l'aide de la méthodologie de surface de réponse - algorithme génétique (RSM-GA) ainsi que la variation du rendement moteur clé et des indices de dégagement d'échappement avec la puissance de freinage et le mélange de carburant dans un moteur diesel à taux de compression élevé (CR). Les impacts des émissions de combustion des mélanges par rapport au pétro-diesel ont diminué en valeurs, à l'exception du NO X . L'efficacité thermique des freins (BTE), la consommation de carburant spécifique aux freins (BSFC), la pression effective moyenne des freins (BMEP), l'efficacité volumétrique et la température d'échappement augmentent avec la puissance des freins tandis que les énergies spécifiques diminuent avec la charge. Les conditions optimales obtenues en utilisant le RSM-GA intégré étaient de 40,03 %, 0,05 kg/kW-h, 0,03 %, 132,30 ppm et 18,84 ppm pour BTE, BSFC, CO, NOx et HC respectivement dans des conditions de faible facteur (charge du moteur, régime du moteur et mélange de carburant). Dans les conditions optimales, les résultats de validation expérimentale étaient de 44,01 %, 0,05 kg/kW-h, 0,04 %, 130,05 ppm et 20,33 ppm pour BTE, BSFC, CO, NOx et HC respectivement. L'application de la charge dans le moteur à allumage par compression est viable.

Translated Description (Spanish)

Los informes sobre la potencia de frenado óptima, el combustible sustituto, las emisiones del motor y la eficiencia utilizando un modelo híbrido en motores diésel de alta relación de compresión son muy imperativos para la aplicación efectiva del biodiésel en la generación de energía y energía renovable. Este estudio presenta el rendimiento del motor biodiesel de Dyacrodes edulis y la optimización de la liberación de combustión utilizando la metodología de superficie de respuesta-algoritmo genético (RSM-GA), así como la variación de la eficiencia clave del motor y los índices de liberación de escape con la potencia de frenado y la mezcla de combustible en un motor diesel de alta relación de compresión (CR). Los impactos de las emisiones de combustión de las mezclas con respecto al petro-diesel disminuyeron en valores excepto para NO X. La eficiencia térmica del freno (BTE), el consumo específico de combustible del freno (BSFC), la presión efectiva media del freno (BMEP), la eficiencia volumétrica y la temperatura de escape aumentaron con la potencia del freno, mientras que las energías específicas disminuyeron con la carga. Las condiciones óptimas obtenidas usando RSM-GA integrado fueron 40.03%, 0.05 kg/kW-h, 0.03%, 132.30 ppm y 18.84 ppm para BTE, BSFC, CO, NOx y HC respectivamente en condiciones de factor bajo (carga del motor, velocidad del motor y mezcla de combustible). En las condiciones óptimas, los resultados de validación experimental fueron 44.01%, 0.05 kg/kW-h, 0.04%, 130.05 ppm y 20.33 ppm para BTE, BSFC, CO, NOx y HC, respectivamente. La aplicación de la materia prima en el motor de encendido por compresión es viable.

Files

16878140211018778.pdf

Files (16.0 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:751506ee774c958a787bf5e9adf3cbc4
16.0 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تأثير إطلاق عادم الاحتراق، وأداء محرك الديزل، ودراسات التحسين لمزيج الديزل الأخضر والبتروديزل في محرك ضغط اشتعال بالحقن المباشر بنسبة ضغط عالية
Translated title (French)
Impact du dégagement des gaz d'échappement de combustion, performances du moteur diesel et études d'optimisation du mélange diesel-pétrodiesel vert dans un moteur à allumage par compression à injection directe à taux de compression élevé
Translated title (Spanish)
Impacto de la liberación del escape de combustión, rendimiento del motor diésel y estudios de optimización de la mezcla diésel-petrodiésel verde en un motor de encendido por compresión de inyección directa de alta relación de compresión

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3163412210
DOI
10.1177/16878140211018778

Is supplement to
https://openalex.org/W2093525327 (Other)
https://openalex.org/W2806970251 (Other)
https://openalex.org/W67340181 (Other)
https://openalex.org/W2238274732 (Other)
https://openalex.org/W3163412210 (Other)
https://openalex.org/W4297961841 (Other)
https://openalex.org/W2581361160 (Other)
https://openalex.org/W4313276706 (Other)
https://openalex.org/W2074963608 (Other)
https://openalex.org/W2999222422 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Nigeria

References

  • https://openalex.org/W1557143045
  • https://openalex.org/W1882309732
  • https://openalex.org/W1993808455
  • https://openalex.org/W1993927251
  • https://openalex.org/W1994953145
  • https://openalex.org/W1996122683
  • https://openalex.org/W2010107976
  • https://openalex.org/W2011494997
  • https://openalex.org/W2017648934
  • https://openalex.org/W2033585133
  • https://openalex.org/W2034049205
  • https://openalex.org/W2034815091
  • https://openalex.org/W2044135358
  • https://openalex.org/W2047677441
  • https://openalex.org/W2068927166
  • https://openalex.org/W2072318027
  • https://openalex.org/W2102343387
  • https://openalex.org/W2124642471
  • https://openalex.org/W2130464291
  • https://openalex.org/W2139208581
  • https://openalex.org/W2141355552
  • https://openalex.org/W2146252193
  • https://openalex.org/W2156400630
  • https://openalex.org/W2158585406
  • https://openalex.org/W2165512128
  • https://openalex.org/W2166874507
  • https://openalex.org/W2222173969
  • https://openalex.org/W2314530934
  • https://openalex.org/W2341815623
  • https://openalex.org/W2346170315
  • https://openalex.org/W2526848854
  • https://openalex.org/W2551544608
  • https://openalex.org/W2585674399
  • https://openalex.org/W2592690226
  • https://openalex.org/W2592697816
  • https://openalex.org/W2745321187
  • https://openalex.org/W2789637048
  • https://openalex.org/W2811389157
  • https://openalex.org/W2891948075
  • https://openalex.org/W2907328396
  • https://openalex.org/W2911498679
  • https://openalex.org/W2922631039
  • https://openalex.org/W2943922863
  • https://openalex.org/W2958096214
  • https://openalex.org/W2958171107
  • https://openalex.org/W2981851774
  • https://openalex.org/W3100860391
  • https://openalex.org/W4321794881