压燃式发动机与不同代次生物柴油燃料的数值分析及碳烟排放影响

工程科学与技术，国际期刊23（2020）10完整文章不同代次生物柴油对压燃式发动机Upendra RajakSunday，Tikendra Nath Verma印度曼尼普尔国立理工学院机械工程系，邮编：795004阿提奇莱因福奥文章历史记录：2018年8月20日收到2019年3月27日修订2019年4月8日接受在线提供2019年关键词：压燃式索特平均直径活塞力喷嘴穿透A B S T R A C T在本研究中的压缩比和发动机负荷的第一，第二和第三代生物柴油与柴油的混合物的活塞力，索特平均直径，尖端穿透和碳烟形成的直接喷射柴油机的评估的综合影响进行了数值分析。结果表明，第一代、第二代和第三代生物柴油-柴油混合燃料的活塞力均略高于柴油，且随着压缩比（CR）和索特平均直径（SMD）的增加而与柴油相比，发现通过增加CR，喷雾尖端穿透（STP）略微降低，并且第一、第二和第三代燃料的STP更高。在CR 17.5时，Karanja生物柴油混合物的碳烟排放量有效减少了6.1%（第一代），麻风树减少了25.9%（第二代），螺旋藻减少了5.59%（第三代），但碳烟排放量随着压缩比的增加而增加©2019 Karabuk University. Elsevier B.V.的出版服务。这是CCBY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。1. 介绍更高的燃油经济性，更高的功率和扭矩，以及柴油发动机在运输中的稳定性和最有前途的清洁燃烧概念，以保持更低的产生更高的有害排放物和发动机效率，这可以由清洁和生态友好的可再生能源的性质取代柴油作为压燃发动机的地方[1，2]。利用计算流体力学软件AVL Fire对一台单缸缸内直喷发动机进行了美叶树燃烧特性研究。数值结果表明，B10提供了更高的性能和排放减少[3]。Yokoi等人采用间歇供油的静态燃烧室，研究了喷油压力对柴油机性能的影响他们得出结论，OH排放气体温度随着燃料喷射压力的增加而增加，但氮氧化物排放量减少[4]。Shu等人采用混合拓扑指数法对花生油、菜籽油、椰子油、棕榈油、豆油生物柴油的Sauter平均直径进行了回归分析他们的结果表明，对于包含饱和和不饱和脂肪酸甲酯的生物柴油，索特平均直径随着碳数的增加而增加[5]。Datta和Mandal研究了生物柴油-酒精*通讯作者。电子邮件地址：upendrarajak86@gmail.com（U.Rajak）。由Karabuk大学负责进行同行审查在不同的发动机负荷下在柴油发动机上的混合物。他们的数值计算结果表明，向生物柴油中添加乙醇和甲醇可以提高制动热效率和点火延迟期，还可以减少烟雾、PM和NOx排放[6]。Rajak等人研究了使用9种生物柴油的CI发动机的发动机参数。结果表明，生物燃料的燃料消耗量和二氧化碳排放量更高，而烟雾、颗粒、烟尘和NOx排放量减少[7]。Hosseini和Ahmadi评估了直喷式柴油发动机的性能和排放参数，其中柴油-氢气表明NOx排放减少8%，未燃碳氢化合物减少54%，碳烟减少14%，CO减少70%， CO2减少14.0%，但指示功率增加2.8%[8]。Leach等人研究了喷嘴尖端伸出量对直喷式发动机排放特性的影响，并得出结论，喷嘴尖端伸出量变化0.5 mm时，发动机运行图上的碳烟排放量减少，但其他排放量和参数没有显著减少[9]。Khan等人使用AVL FIRE的CFD代码评估了喷射角（150°、155°、160°和165 °）和活塞几何形状对单缸柴油机结果表明，喷雾角对燃烧过程有显著影响，环形缩口燃烧室活塞几何形状可获得较好的性能[10]。Mobasheri等人研究了在柴油发动机上添加氢和氮作为柴油燃料的发动机特性。模拟结果表明，在燃料中添加氢气，在降低CO和NOx排放https://doi.org/10.1016/j.jestch.2019.04.0032215-0986/©2019 Karabuk University.出版社：Elsevier B.V.这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表工程科学与技术国际期刊杂志主页：www.elsevier.com/locate/jestch联合Rajak，T.N.Verma/工程科学与技术，国际期刊23（2020）1011命名法CR压缩比b上止点前TDC上止点下止点SMD suter平均直径STP喷嘴针入度B20 80%柴油加20%生物柴油D100纯柴油碳烟排放，因为在燃料中添加氮会导致NOx减少，而CO和碳烟排放则会不谨慎[11]。Zareh等人研究了在柴油发动机上使用蓖麻油生物柴油、椰子油生物柴油和废食用油生物柴油及其混合物的发动机特性。实验结果表明，椰子油生物柴油和废食用油生物柴油具有更好的性能和发动机排放特性[12]。综述了直喷式发动机的发动机性能、燃烧和排放研究，并得出结论，高达20%的生物柴油混合物可用作柴油发动机的替代燃料，只需稍加修改或无需修改[13Chong等人在2000 rpm至3000 rpm的不同转速下评估了棕榈生物柴油对直喷式单缸柴油发动机的影响。结果表明，柴油燃料在3000 rpm下的点火延迟降低。在使用生物柴油和较低温度下，在中等发动机转速下，NO排放减少36.8%[14]。本文研究了第一、二、三代甲酯在1500 rpm转速、不同负荷、不同压缩比的自然吸气单缸柴油机上的应用效果。详细研究了不同负荷和压缩比下的索特平均直径、活塞力和碳烟排放。对单缸自然吸气柴油机燃用不同代次柴油的燃烧和排放特性与普通柴油进行了比较。仿真结果与实验结果进行了验证，分析是有用的验证柴油-RK工具。2. 材料和方法2.1. 燃料特性本研究中使用了三种不同代次的B20与柴油的混合燃料，这是常规燃料。第一代燃料混合物是椰子油、棕榈油、油菜籽和大豆，第二代燃料混合物是棉籽、麻风树、霍霍巴和卡兰贾，第三代燃料混合物是鱼油、螺旋藻、废食用油和动物脂肪。测试燃料的性质列于表1中，其取自先前的研究。B20共混物的性质如表2所示。表1燃料的物理化学性质不同代生物柴油。特性/生物柴油40°C时的密度（kg/m3）十六烷值40时的粘度（mm2/s）燃料热值（MJ/kg）闪点（°C）第一代生物农药[12-18]椰子303 K2.80在313K6037.785391棕榈860–9004.4262–6334-36.77174油菜874-920.96.92-34.3249.5-54.436.7-40.5236大豆15°C4-4.635137.53>120第二代生物多样性[13，19-22]棉籽874–9114-6.3741.2-59.539.5-40.1210–243麻疯树863.6-8734.78-6.7157.2-6339.8-42238霍霍巴863–86619.2-25.463.542.76-47.38292Karanja876–8904.37-9.6052–5836–38163–187第三代生物多样性[12，23- 28，29，30，31]鱼油870–8854.14-4.7451.5-52.640.05-41114–173螺旋藻8605.66–41.36130废弃食用油20°C4.65137.5453动物脂肪882.56.352.3439.93–表2第一、二、三代生物柴油的混合燃料特性。燃料40 °C时的密度（kg/m340°C时的粘度（mm2热值（MJ/kg）十六烷值闪点（°C）D1008302.842.54874BC20838.752.841.5150.49137.4BPA 20836.243.0640.7350.9194BRA20839.23.3541.349.33106公司简介841.853.041.4648.4783.2公司简介839.23.041.8750.4101.2BJA20836.983.1241.9349.92106.8BJO20836.864.1242.5551.22117.6BKA20839.563.0641.1448.8391.8BFA 20833.23.0341.948.9582公司简介836.243.2242.26–85.2BWC 20838.523.141.4648.62149.8BAF 20840.923.2941.9648.91–12联合Rajak，T.N.Verma/工程科学与技术，国际期刊23（2020）102.2. 实验程序本研究使用了一台直喷式自然吸气单缸柴油机，转速为1500 rpm。发动机的规格如表3所示，发动机设置如图1所示。发动机以柴油燃料运行，以在不同的发动机负荷下进行验证，发动机转速不变。采用压电式压力传感器测量缸内压力。曲轴转角编码器连接在电涡流测功机的对侧，用于记录曲轴转角，K型热电偶用于记录系统不同位置的温度。2.3. 不确定性分析根据不同仪器的订货说明书进行了不确定度分析然后，根据表4中记录的误差，使用文献[6，7，10，29，30，33，35-37]中给出的标准差方法，对研究结果的总体不确定度总的不确定度被发现是± 2.58%。2.4. Diesel-RK工具验证数值计算结果与气缸压力等实验结果进行了对比验证，气缸放热率见图1和图2。Diesel-RK工具确认分别为2和3。误差偏差见表5。从表5中可以清楚地看出，表4仪器不确定度列表。仪器不确定度温度传感器±0.15速度传感器±1.0负载指示器±0.2压力传感器±0.5曲轴转角编码器±0.2烟度计±1.0涡流测功机±0.15空气流量±1.0油耗±0.5热效率±0.6气体分析仪CO2±1%NOX ±0.5%CO ±1.2%表3边界条件和实验发动机规范。参数值初始压力1.0 bar气缸和类型单冲程和四冲程初始温度300 K活塞温度530 K内衬温度420 K头部温度500 K压缩比16.5、17.5和18.5喷油正时23.5° CA b TDC喷油角70度更高的燃油喷射压力220 barTDC前4.5°和BDC后35.5°时的IVO/IVCBDC前35.5°和TDC后4.5°时的EVO/EVC活塞碗形冷却系统水燃料柴油、生物柴油图二、气缸压力随曲轴转角的变化Fig. 1. 实验装置。图3.第三章。气缸放热率随曲轴转角的变化表5工具验证的满载条件下的实验和数值结果参数验证实验数值误差偏差（%）CR17.5CR17.5CR17.5最大汽缸85.588.23.06压力（bar）最大气缸发热量84.178.36.89释放率（J/CA）NOX排放2849.829854.53联合Rajak，T.N.Verma/工程科学与技术，国际期刊23（2020）1013M¼dm1/2Xm_jDTDTDTDTJ保护物种是的能量方程ð2ÞFivelend和Assanis为热力学系统编写的一般能量守恒方程示于方程110中。（3）[6，38]。dmu-pdmdQhtXm_jhj3J见图4。NOx排放与发动机负荷的关系。数值计算结果与实验结果相似（见图1）。 4）。2.4.1. 控制方程左手边表示系统内能量的变化率。右手边的第一、第二和第三项分别表示位移功的速率、热传递速率和焓通量。油耗公式[6，32]中给出了制动器燃油消耗率的计算。通过基于多区模型的软件DIESEL-RK[6，7，16，30，31，32，34]模拟单缸柴油机内的燃烧。下面的等式描述为：BSFCm_fPb热模型ð4Þ低（1-质量守恒已在质量分数基础上考虑了考虑每个物种的评价和破坏的物种保护方程，如以下方程[32，39]所述。循环中放热的计算，因为内燃机中燃料的燃烧发生在不同阶段，例如点火延迟期、预混燃烧、受控燃烧和燃烧期【6，7，32，38，39】。图五. 不同种类生物柴油在CR16.5时的活塞力。见图6。 不同种类生物柴油在CR17.5时的活塞力。14联合Rajak，T.N.Verma/工程科学与技术，国际期刊23（2020）10PviDsDsvc. .ΣΣ见图7。 不同种类生物柴油在CR18.5时的活塞力。点火延迟期模型s¼3：8×10-61-1：6×10-4×nrT×实验Ea - -一种70Σð5Þ图8.第八条。不同类别生物柴油在CR16.5下的Sauter平均直径。燃烧期模型DX1/4UA3KT ×10-xA-xA-x8：312T CN 25ds3b预混燃烧期模型dxmfds¼u0×A0×rud-x0×0：1×rudx0u控制燃烧期模型×。druð6ÞNOx生成模型采用基于链的Zeldovich机理，求解18个组分，计算了NOx排放的生成本研究采用Zeldovich机制，根据先前的研究[6，7，10，6，32，34，38]，使用方程。（9）-（12）.半O2] $半2O]109DXdsu1×。druu×。一台2. mf×ru-x×a-x71/2 N2]1/2O]$1/2NO]1/2N]1/10N表6不同CR下满负荷时活塞力的比较CR柴油（公斤）一代生物量（公斤）百分比16.55248.9第一5304.7椰子油1.05二荷荷巴油6.84三5518.9螺旋藻4.8917.55648第一5671.1椰子油0.41二5959.1棉籽油5.22三5704.7鱼油0.9918.56045.4第一6028.3椰子油0.28二6333.2棉籽油4.54三6080.3鱼油0.4212联合Rajak，T.N.Verma/工程科学与技术，国际期刊23（2020）1015n.o-2-7d½NO]Tb2eee1/2N]1/2O2]$1/2 NO]1/2O]1138020P×2：333×10：e½N]：½O]：1-½NO]=½NO]获得的活塞力（kg）对于柴油为5248.9，对于第一代生物柴油（分别为椰子油、棕榈油、油菜籽和大豆）为5304.7、5268、5244.3和5120.4，对于第二代生物柴油（分别为椰子油、棕榈油、油菜籽和大豆）为5583.7，5329.2、5634.7和5538.6用于第二代生物柴油（棉-dh¼RT.12365e2365½NO]O种子，麻风树，荷荷巴和卡兰贾分别）和5308.3，5518.9，：b：3. 结果和讨论3.1. 活塞力土耳其b ：Tb：½2]eð12Þ5242.9和5302.3用于第三代生物柴油（鱼油，螺旋藻，废物烹调和动物脂肪分别）在CR16.5满负荷。在CR 17.5时，模具的活塞力（kg）为5648，第一代生物模具为5671.1、5632.4、5623.2和5519.1第二代生物柴油分别为5959.1、5041.8、5612.4和5924.5（分别为棉籽、麻风树、荷荷巴和卡兰贾）和5686.2、5519.4、5621.9和5704.7的第三代生物柴油（鱼油，（图2）图5- 7）示出了具有不同压缩比的第一、第二和第三代生物柴油的活塞力随发动机负荷的变化。测量活塞力以估计压缩比（CR）的影响结果表明，活塞力随着发动机负荷的增加而增加，CR从16.5增加到18.5。活塞力（kg）定义为气缸内气体压力能量用于轴承计算和FEA分析。发现与常规柴油相比，测试替代燃料的活塞力更高这可能是由于第一代、第二代和第三代生物柴油的粘度和密度高于柴油燃料。由于生物柴油的密度和粘度较高。在预混燃烧阶段，由于氧含量的原因，燃料-空气混合物的制备是良好的，这导致更好的燃烧并提供更大的活塞力。螺旋藻、烹饪废物和动物脂肪）。在CR 18.5时，柴油的活塞力（kg）为6045.4，第一代生物柴油为6028.3、5982.4、5993.2和5893.7第二代生物柴油分别为6333.2、5807.9、6160.3和6296.8（棉籽、麻风树、霍霍巴和卡兰贾）和6056.5、5894、5980.7和6080.3的第三代生物柴油（鱼油、螺旋藻、烹饪废物和动物脂肪）。在所有测试CR下，与测试替代燃料活塞力的比较在满载时，不同的CR如表6所示。3.2. Sauter平均直径（图2）图8-1 0 ）示 出了 第一 、第 二和 第三 代生 物柴 油的Sa u te r 平均 直径 随发 动机 负荷 的变 化 ，图9.第九条。不同类别生物柴油在CR17.5下的Sauter平均直径。见图10。不同类别生物柴油在CR18.5下的Sauter平均直径。116联合Rajak，T.N.Verma/工程科学与技术，国际期刊23（2020）10表7不同CR下满载时的Sauter平均直径比较CR柴油（微米）一代生物量（微米）百分比16.526.76第一28.5油菜6.11二荷荷巴油30.79美元13.08三废食用油1.0217.526.4第一油菜籽27.764.89二荷荷巴油33.07美元30.16三螺旋藻27.531.1318.526.1第一27.01油菜籽3.36二荷荷巴油30.04美元13.11三27.2螺旋藻4.04不同的压缩比。测量Sauter平均直径（SMD）以估计压缩比（CR）的影响。结果表明，SMD随着负荷的增加而减小，并且与柴油相比，第一代、第二代和第三代生物柴油的SMD也增加。由于喷雾蒸发增强，SMD随喷油压力的增加而减小。SMD随着液滴传热面积的增加而增加[4]。SMD被定义为液滴的直径，其体积与表面积之比等于喷雾的体积与表面积之比。由于SMD的差别可以从粘度和表面张力的差别上反映出来。SMD随着饱和FAME质量分数的增加而增加[5]。柴油的SMD（微米）为26.76，第一代生物柴油（椰子油，棕榈、油菜籽和大豆），第二代生物柴油（棉籽、麻风树、霍霍巴和卡兰贾）分别为29.67、27.77、30.79和29.51，第三代生物柴油（分别为鱼油、螺旋藻、烹饪废物和动物脂肪）在CR16.5时满负荷时为27.57。在CR 17.5时，柴油的SMD（微米）为26.4，第一代生物柴油（分别为椰子油、棕榈油、油菜籽和大豆）的SMD（微米）为27.02、27.34、27.76和27.53，第二代生物柴油（分别为棉籽、麻风树、霍霍巴油和卡兰贾油）的SMD（微米）为29.29、27.41、33.07和29.14，第三代生物柴油（分别为棉籽油、麻风树、霍霍巴油和卡兰贾油）的SMD（微米）为27.33、27.53、27.41和27.53。见图11。不同类别生物柴油在CR16.5下的喷嘴穿透力（带负载）。见图12。不同类别生物柴油在CR17.5下的喷嘴穿透力（带负载）。联合Rajak，T.N.Verma/工程科学与技术，国际期刊23（2020）1017图十三.不同类别生物柴油在CR18.5下的喷嘴穿透力。图14. 不同类别生物柴油在CR16.5下的碳烟排放。第三代生物柴油（分别为鱼油、螺旋藻、烹饪废物和动物脂肪）满负荷时的排放量为27.21在CR 18.5时，柴油的SMD（微米）为26.1，第一代生物柴油（椰子）的SMD（微米）为26.69、27.01、27.42和27.2第二代生物柴油（棉籽、麻风树、霍霍巴和卡兰贾）分别为28.94、27.07、30.04和28.79;第三代生物柴油（鱼油、螺旋藻、烹饪废物和动物脂肪）分别为27.01、27.2、27.08和26.88。在所有测试CR下，与测试替代燃料相比，柴油燃料获得的SMD不同CR下满负荷时sauter的比较如表7所示。3.3. 喷嘴穿透（图2）图11-13）示出了具有不同压缩比的第一代、第二代和第三代生物柴油的喷嘴尖端穿透率随发动机负载的变化。测量喷雾尖端穿透（STP）以估计压缩比（CR）的影响。 结果表明，STP随CR的增加而减小。与柴油相比，第一、第二和第三代生物柴油的STP也较高。贯穿度对于空气-燃料的混合率至关重要[7，10]。废气的排放量直接取决于喷雾的分散性。测量未燃烧喷雾的STP。燃油喷射开始后，每个燃油喷射压力表8不同CR条件下满负荷时喷嘴穿透力的比较CR柴油机（mm）发电量生物量（mm）百分比16.5 52.5第一个52.6大豆0.19第二个51.8，麻风树1.33第三次53.0动物脂肪0.9417.5 51.1第一个51.3大豆0.38第二个50.5，麻风树1.17第三次51.6动物脂肪0.7718.5 49.9第一个50.0大豆0.2第二个49.2，麻风树1.4第三个50.3动物脂肪0.7918联合Rajak，T.N.Verma/工程科学与技术，国际期刊23（2020）10图15. 不同类别生物柴油在CR17.5下的碳烟排放。图16. 不同类别生物柴油在CR18.5下的碳烟排放。在大气条件下STP取决于喷雾和环境气体之间的动量交换[4]。得到的STP（mm）对于柴油为52.5，对于第一代生物柴油为51.0、51.8、52.5和52.6第二代生物柴油分别为48.9、51.8、44.4和49.2在CR16.5时，满载时，第三代生物柴油（分别为鱼油、螺旋藻、烹饪废物和动物脂肪）分别为51.6、51.2、51.9和53.0。在CR 17.5时，获得的STP对于柴油为51.1，对于柴油为49.7，50.4，51.1第一代生物柴油为51.3第二代生物柴油分别为47.6、50.5、43.2和47.9（椰子油、棕榈油、油菜籽和大豆）（棉籽、麻风树、荷荷巴和卡那木）和50.3、51.2、50.5和51.6（分别为鱼油、螺旋藻、烹饪废物和动物脂肪）。在CR 18.5时，对于柴油，STP为49.8，对于柴油，STP为48.4，49.2，49.9第一代生物柴油为50第二代生物柴油分别为46.4、49.2、48.5和46.8（椰子油、棕榈油、油菜籽和大豆）第三代生物柴油分别为49.1、50.0、49.2和50.3（分别为鱼油、螺旋藻、烹饪废物和动物脂肪）。STP随着CR从16.5增加到18.5而降低表8中显示了在满载时不同CR的喷雾尖端穿透力的比较。3.4. 碳烟排放（图2）图14-16）示出了具有不同的碳烟排放的第一代、第二代和第三代生物柴油的碳烟排放随曲柄角的变化。输入压缩比。测量碳烟形成以估计压缩比（CR）的影响烟灰形成描述了烟灰形成和烟灰氧化之间的差异[8]。 烟灰的形成是火焰区域内的富未燃燃料含量，在火焰区域中，燃料颗粒蒸气被热的燃烧气体加热[10]。最终的发动机排放碳烟取决于碳烟形成和碳烟氧化之间的由于减少了烟尘前体的产生和改善了烟尘氧化过程，替代方案中的氧气压倒了烟尘排放[20]。获得的烟尘排放（g/m3）对于柴油为8.31，对于第一代生物柴油（椰子油，棕榈、油菜籽和大豆）、9.74、9.47、7.58和9.7第二代生物柴油（分别为棉籽、麻风树、霍霍巴和卡兰贾）的CR为8.07、8.05、8.1和8.47，第三代生物柴油（分别为鱼油、螺旋藻、烹饪废物和动物脂肪）为8.07、8.05、8.1和8.47。当CR为17.5时，柴油的碳烟排放量（g/m3）为8.58，第一代生物柴油的碳烟排放量（g/m3）为8.4，8.3，8.17和8.05第二代生物柴油分别为10.1、6.35、7.78和10.0（分别为棉籽、麻风树、荷荷巴和卡兰贾）和8.35、8.05、8.38和8.9的第三代生物柴油（分别为鱼油、螺旋藻、烹饪废物和动物脂肪）。在CR 18.5时，柴油的碳烟排放量（g/m3）为8.6，第一代生物柴油的碳烟排放量（g/m3）为8.55，8.4，8.34和8.32第二代生物柴油分别为10.3、6.05、10.1和10.3（椰子油、棕榈油、油菜籽和大豆）第三代生物柴油（鱼油、螺旋藻、烹饪废物和动物脂肪）在满负荷时分别为8.55、8.32、8.52和9.24。碳烟排放量较低，联合Rajak，T.N.Verma/工程科学与技术，国际期刊23（2020）1019表9不同CR条件下满负荷时碳烟生成的比较CR柴油（克/立方米）一代生物量（克/立方米）百分比16.58.31第一7.97油菜4.09二7.58关于jojoba8.78三8.05螺旋藻3.1217.58.58第一8.05关于Karanja6.17二6.35对于麻风树25.9三8.05螺旋藻6.1718.58.6第一8.34油菜3.02二6.05对于麻风树29.6三8.32螺旋藻3.25生物柴油相比，柴油在所有测试的CR和形成的碳烟排放迅速增加扩散燃烧过程中。表9中示出了具有不同CR的满负荷下的碳烟形成的比较。4. 结论本文采用数值模拟方法研究了第一、第二和第三代生物质燃料以及压缩比（16.5-18.5）对单缸直喷式发动机燃烧特性（活塞力、Sauter平均直径、喷嘴贯穿度和碳烟排放）的影响从数值研究中得出的结论如下：结果表明，活塞力取决于发动机的CR。CR 16.5获得了活塞力的最低值。对于CR18.5，在满载条件下，椰子生物柴油（第一代内）、棉籽生物柴油（第二代内）和鱼油生物柴油（第三代内）的最大活塞力分别为6028.3 kg、6333.2 kg和6080.3 kg。研究表明，第一代、第二代和第三代生物柴油的索特平均直径（SMD）值均大于普通柴油。SMD随着压缩比从16.5增加到18.5而减小。研究发现，在具有碗状活塞几何形状的喷嘴中，喷嘴穿透率随喷嘴穿透率的增加而略有下降几乎所有测试的生物柴油燃料的STP都高于柴油。STP的提高表明在直喷发动机中更好的空气-燃料混合和更好的燃烧。在CR为16.5时，油菜籽、霍霍巴和螺旋藻分别添加4.09%、8.7%和3.12%，碳烟排放量降低。相似地，碳烟排放在CR 17.5时分别减少6.1%的卡兰贾、25.9%的麻风树、5.59%的螺旋藻和3.02%的油菜籽生物柴油，并且在CR 18.5满负荷时麻风树和螺旋藻分别减少29.65%和3.25%碳烟排放也随着压缩比的增加而增加。确认这项工作得到了曼尼普尔邦国家技术研究所的支持。引用[1] P. 夏尔马，A.Dhar，压缩比对氢柴油双燃料CI发动机燃烧和排放特性的影响：数值研究，燃料222（2018）852https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.02.108[2] H. Wei，J. Hua，M. Pan，D.丰湖，澳-地周军.潘，汽油压燃式发动机爆震燃烧特性的试验研究，能源（2017），https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.11.020。[3] N.M.S. Hassan，M.G. Rasul，C.A. Harch，以生物柴油为产自AustralianBeautyLeafTree，Fuel（2015），https://doi.org/10.1016/j.fuel.2015.02.016。[4] S. Yokoi，S.菅原河Sagawa，Y.斋藤Matsushita，H.青木，高压脉冲喷雾雾化与燃烧特性的实验研究，燃料过程。148（2016）269https://doi.org/[5] Q. Shu， J. Gao ， Y. Liao ， L. Wang， J. Wang， Estimation of the sauter meandiameter for biodiesels by the mixture topological index ， Renewable Energy 36（2011）482https://doi.org/10.1016/j.renene.2010.07.020[6] A.达塔，B.K. Mandal，压燃式发动机在不同生物柴油-酒精混合物上运行的发动机性能、燃烧和排放特性，Energy 125（2017）470https://doi.org/[7] 联合作者：T. Subhaschandra，T. Nath，各种生物燃料的性能、燃烧和排放特性的数值研究，能量转换。管理。156（2018）235 https://doi.org/10.1016/j。enconman.2017.11.017网站。[8] S.M.侯赛尼河Ahmadi，重型发动机中混合燃料柴油-氢气燃烧的性能和排放特征，应用能源205（2017）911https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.08.044[9] F. 利 奇 河 Ismail ， M. Davy ， 现 代 高 速 柴 油 发 动 机 的 发 动 机 排 放https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.05.117[10] S.汗河，巴西-地Panua，P. Kumar，活塞碗几何形状和喷雾模式对柴油发动机混合 ， 燃 烧 和 排 放 的 综 合 影 响 ： 数 值 方 法 ， 燃 料 225 （ 2018 ）203https://doi.org/10.1016/[11] R. Mobasheri，M. Seddiq，Z. Peng，氢气和氮气添加对柴油发动机燃烧的单独和组合影响，Int. J.氢能1https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.11.070[12] P. Zareh，A.A.扎雷湾Ghobadian，蓖麻，椰子和废弃烹饪生物柴油作为柴油发动机燃料的性能和排放特性的比较评估，能源（2017），https://doi.org/10.1016/j。energy.2017.08.040网站。[13] P. Tamilselvan，N. Nallusamy，S. Rajkumar，生物柴油发动机性能、燃烧和排放特 性 的 全 面 综 述 ， 可 再 生 可 持 续 能 源 修 订 版 79 （ 2017 ）1134https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.176[14] C.董，J.吴，S.艾哈迈德，S。Rajoo，含氧棕榈生物柴油：轻型柴油发动机的点火 、 燃 烧 和 排 放 量 化 ， 能 量 转 换 。 管 理 。 101 （ 2015 ） 317https://doi.org/10.1016/j。enconman.2015.05.058网站。[15] 多发性硬化症Zaharin，N.R. Abdullah，G. Naja，H. Sharudin，T. Yusaf，生物柴油燃料与酒精混合物的物理化学性质对柴油发动机性能和废气排放的影响：综述，可再生可持续能源修订79（2017）475-493。[16] A. Kuleshov，K. Mahkamov，Multi-zone diesel fuel spray combustion model forthe simulation of a diesel engine running on biofuel ， J. Power Energy 222（2009）309 https://doi.org/10.1243/09576509JPE530.[17] D.H. 齐 湾 ， 加 - 地 Chen ， 中 国 粘 蝇 D. Zhang ， C.F. Lee ， Optical study on thecombustion characteristics and soot emissions of diesel e soybean biodiesel e butanolblends in a constant volume chamber，J. Energy Inst. 1-14（2015），https：//doi.org/10.1016/j.joei.2015.03.007。[18] P.A.G. 阿尔博，S.拉戈湖沃尔夫河Pagel，N.格伦，M.Clerck，P.Balleau，柴油与油菜籽和大豆油甲酯混合物的密度，粘度和比热容，生物质生物能源96（2017）87https://doi.org/10.1016/[19] 上午Ashraful，H. H.Masjuki，M.A.卡拉姆，I.M.R.Fattah，S.Imtenan，S.A.沙希尔，H.M. Mobarak，从各种非食用植物油中生产和比较生物柴油的燃料特性、发动机性 能 和 排 放 特 性 ： 综 述 ， 能 量 转 换 。 管 理 。 80 （ 2014 ）202https://doi.org/10.1016/j.enconman.2014.01.037[20] Z.王湖，加-地Li，J. Wang，R.D. Reitz，生物柴油饱和度对柴油发动机中烟灰形成的影响，燃料175（2016）240https://doi.org/10.1016/[21] R.L. Patel，C.D.Sankhavara，Karanja油的生物柴油生产及其在柴油发动机中的使用https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.12.075●●●●20联合Rajak，T.N.Verma/工程科学与技术，国际期刊23（2020）10[22] A.S. Huzayyin，A.H.Bawady，文学硕士Rady，A.陈晓，柴油机性能和排放的实 验 评 价 ， 能 源 转 化 。 管 理 。 45 （ 2004 ） 2093 https://doi.org/10.1016/j 。enconman.2003.10.017。[23] S. Gnanasekaran，N.Saravanan，M.Ilangelaran，喷油正时对使用鱼油生物柴油的直喷柴油发动机的性能、排放和燃烧特性的影响https://doi.org/[24] A. Ghaoghani，M.米尔萨利姆河Hosseini，废鱼油生物柴油对柴油发动机燃烧特性和排放的影响，可再生能源101（2017）930https://doi.org/10.1016/j.renene.2016.09.045[25] L. Wei，C.S. Cheung，Z. Ning，废食用油生物柴油对直喷式柴油发动机燃烧、不 受 管 制 的 气 体 排 放 和 颗 粒 排 放 的 影 响 ， Energy 127 （ 2017 ）175https://doi.org/[26] A. Sander，文学硕士Ko，D.Kosir，N.Milosavljevi，动物脂肪类型和纯化条件对 生 物 柴 油 质 量 的 影 响 ， 可 再 生 能 源 118 （ 2018 ）752https://doi.org/10.1016/j.renene.2017.11.068[27] P. Nautiyal ， K.A. Subramanian ， M.G. 生 物 柴 油 的 制 备与 表 征 ， 燃 料 过 程 。Technol. 120（2014）79-88，https：//doi. org/10.1016/j.fuproc.2013.12.003。[28] M.埃斯皮诺萨湖Canielas，M. Silalgae，A.莫赖斯角施密特河Assis，E.生物柴油，中 试 规 模 生 产 的 牛 油 生 物 柴 油 ， 燃 料 工 艺 。 90 （ 4 ） （ 2009 ）570https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2009.01.001[29] 联合Rajak，T.N. Verma，螺旋藻微藻生物柴油-一种新型的可再生替代能源的压燃发动机，清洁生产杂志。201（2018）343https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.08.057[30] 联合Rajak，T.N. Verma，食用和非食用植物油、动物脂肪、废油和酒精在CI发动 机 中 的 乙 基 生 物 柴 油 排 放 影 响 ， 能 量 转 换 。 管 理 。 166 （ 2018 ） 704https://doi.org/10.1016/j。enconman.2018.04.070网站。[31] 联合Rajak，T.N. 王文，第一、二、三代生物柴油作为柴油机燃料的排放特性比较评估，J。热工程。（2018）（接受mankind pt）。[32] 联合Rajak，T.N. Verma，各种生物柴油发动机特性的比较分析：数值研究，能量转换。管理。180（2019）904https://doi.org/10.1016/j.enconman.2018.11.044[33] 联合Rajak，P