Oцінка фізико-хімічних властивостей та ефективності згоряння сумішей лляної олії та діе для дизельних двигунів

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 різних застосувань, включаючи хімічну, біомедичну та паливну промисловості. 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.