Oцінка фізико-хімічних властивостей та ефективності згоряння сумішей лляної олії та діетилового ефіру для дизельних двигунів
DOI:
https://doi.org/10.31471/1993-9868-2025-2(44)-214-226Ключові слова:
лляна олія (LO); діетиловий ефір (DEE); біопаливо; в’язкість; теплота згоряння (LHV); атомізація; відновлювальні джерела енергії; суміші палива.Анотація
Це дослідження зосереджене на фізико-хімічних та характеристиках згоряння лляної олії (LO), змішаної з діетиловим ефіром (DEE), та досліджує її потенціал для використання у дизельних двигунах. Хоча існують аналогічні дослідження для ріпакової олії (RO) та сумішей із DEE, детальний аналіз сумішей LO-DEE досі був відсутній. Лляна олія – прозора або жовтувата їстівна олія, яку отримують із насіння льону, відзначається високим вмістом поліненасичених жирних кислот, зокрема α-ліноленової кислоти. Ці властивості роблять її придатною для застосування у різних галузях промисловості, включаючи хімічну, біомедичну та паливну. Водночас унікальний хімічний склад LO створює як можливості, так і виклики для її використання як біопалива. Експериментальні результати показали суттєву лінійну залежність між концентрацією DEE та фізико-хімічними властивостями сумішей LO-DEE. Наприклад, густина та поверхневий натяг знижувалися зі збільшенням вмісту DEE, що призводило до покращення характеристик розпилення та атомізації під час впорскування палива. Нижча теплота згоряння (LHV) сумішей була дещо зниженою порівняно з дизельним паливом (DF), але залишалася подібною до сумішей ріпакової олії з DEE. Хоча в’язкість LO є нижчою порівняно з багатьма іншими рослинними оліями, вона все ж вища, ніж у традиційного дизельного палива, що може впливати на кут розпилення та ефективність атомізації. Додавання DEE ефективно зменшувало в’язкість, покращуючи процес згоряння. Аналіз згоряння показав, що LO має довший час затримки запалювання порівняно з DF, головним чином через високий вміст поліненасичених жирних кислот. Проте змішування з DEE суттєво скорочувало затримку запалювання, зменшуючи розрив між сумішами LO та DF, особливо за високих швидкостей двигуна. Крім того, високий вміст ненасичених жирних кислот у LO сприяє підвищенню викидів NOx і може створювати проблеми з відкладеннями на компонентах двигуна. Попереднє нагрівання палива та модифікація двигуна можуть допомогти вирішити ці проблеми, але потребують подальших досліджень. Статистичний аналіз із використанням лінійних регресійних моделей підтвердив значущість спостережуваних тенденцій, а довірчі інтервали засвідчили надійність експериментальних даних. Дослідження наголошує на важливості розуміння взаємозв’язку між властивостями палива, поведінкою при згорянні та характеристиками роботи двигуна для оптимізації використання сумішей LO-DEE як відновлювального аналога дизельного палива.
Завантаження
Посилання
1. Górski, K., & Smigins, R. (2018). Selected physicochemical properties of diethyl ether/rapeseed oil blends and their impact on diesel engine smoke opacity. Energy & Fuels, 32(2), 1796–1803. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.8b00020
2. Delalibera, C. H., Johann, A. L., De Figueiredo, P. R. A., De Toledo, A., Weirich Neto, P. H., & Ralisch, R. (2017). Performance of diesel engine fuelled with four vegetable oils, preheated and at engine working temperature. Engenharia Agrícola, 37(2), 302–314. https://doi.org/10.1590/1809-4430-eng.agric.v37n2p302-314/2017
3. Ralisch, R. (2017). Performance of diesel engine fuelled with four vegetable oils, preheated and at engine working temperature. Engenharia Agrícola, 37(2), 302–314. https://doi.org/10.1590/1809-4430-eng.agric.v37n2p302-314/2017
4. Peterson, C., Auld, L. L., & Korus, R. A. (1983). Winter rape oil fuel for diesel engines: Recovery and utilization. Journal of the American Oil Chemists Society, 60(8), 1579–1587. https://doi.org/10.1007/BF02666589
5. Agarwal, D., Kumar, L., & Agarwal, A. K. (2008). Performance evaluation of a vegetable oil fuelled compression ignition engine. Renewable Energy, 33(6), 1147–1156. https://doi.org/10.1016/j.renene.2007.06.017
6. Nettles-Anderson, S. L., & Olsen, D. B. (2009). Survey of straight vegetable oil composition impact on combustion properties. SAE Technical Paper Series. Retrieved from https://www.sae.org/papers/survey-straight-vegetable-oil-composition-impact-combustion-properties-2009-01-0487
7. Knothe, G. (2006). Analyzing biodiesel: Standards and other methods. Journal of the American Oil Chemists Society, 83(10), 823–833. https://doi.org/10.1007/s11746-006-5033-y
8. Esteban, B., Riba, J. R., Baquero, G., Rius, A., & Puig, R. (2012). Temperature dependence of density and viscosity of vegetable oils. Biomass and Bioenergy, 42, 164–171. https://doi.org/10.1016/j.biomboe.2012.03.007
9. Ghurri, A., Kim, J. D., Kim, H. G., Jung, J. Y., & Song, K. K. (2012). The effect of injection pressure and fuel viscosity on the spray characteristics of biodiesel blends injected into an atmospheric chamber. Journal of Mechanical Science and Technology, 26(9), 2941–2947. https://doi.org/10.1007/s12206-012-0703-1
10. Das, M., Sarkar, M., Datta, A., & Santra, A. K. (2018). Study on viscosity and surface tension properties of biodiesel-diesel blends and their effects on spray parameters for CI engines. Fuel, 220, 769–779. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.01.127
11. Selim, M. Y. E. (2009). Reducing the viscosity of Jojoba Methyl Ester diesel fuel and effects on diesel engine performance and roughness. Energy Conversion and Management, 50, 1781–1788. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2009.03.012
12. Blauensteiner, H. (2009). Demonstration of 2nd generation vegetable oil fuels in advanced engines: Work package 3, fuel development (Deliverable 3.2). Waldland, Friererbach. https://vwp-europe.com/download/aobb1jh99bph2getu1ac3j5eebq/2ndVegoil_Fuel_Development.pdf
13. Hazar, H., & Aydin, H. (2010). Performance and emissions evaluation of a CI engine fuelled with preheated raw rapeseed oil (RRO) diesel blends. Applied Energy, 87(3), 786–790. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2009.10.007
14. Chauhan, B. S., Singh, R. K., Cho, H. M., & Lim, H. C. (2016). Practice of diesel fuel blends using alternative fuels: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 59, 1358–1368. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.01.062
15. Rakopoulos, D. C., Rakopoulos, C. D., Giakoumis, E. G., & Dimaratos, A. M. (2012). Characteristics of performance and emissions in high-speed direct injection diesel engine fuelled with diethylether/diesel fuel blends. Energy, 43(1), 214–224. https://doi.org/10.1016/j.energy.2012.04.039
16. Lotko, W., Hernik, A., Stobiecki, J., Kosmanis, T., & Gorska, M. (2018). Smoke emission of AD3.152 engine fuelled with rapeseed oil/diethyl ether blends. The Archives of Automotive Engineering, 80(2), 65–76. https://doi.org/10.14669/AM.VOL80.ART5
17. Górski, K., & Przedlacki, M. (2014). Evaluation of the influence of diethyl ether (DEE) addition on selected physicochemical properties of diesel oil and ignition delay period. Energy & Fuels, 28(4), 2608–2616. https://doi.org/10.1021/ef500262h
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Нафтогазова енергетика
TЦя робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
.png)
1.png){kind=logo}
