Намагнічування біоетанол-бензинових паливних сумішів для підвищення енергії згоряння і зниження викидів вихлопних газів

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.257600

Ключові слова:

намагнічування паливних сумішей, суміші біоетанол-бензин, зниження емісії газів, що відпрацювали, енергія згоряння

Анотація

Досліджено вплив поля намагнічування на молекулярні взаємодії паливних сумішей біоетанол-бензин. Цей метод був просунутий як збільшення енергії згоряння, так зниження викидів у двигуні внутрішнього згоряння. Біоетанол та бензинове паливо застосовуються для одноциліндрового чотиритактного двигуна з різними сумішами, а саме Е0, Е10, Е20 та Е30, серійно. Відмінність напруженості електромагнітного поля різної напруженості в паливі була нижчою за 1500 Гаусів. Інтенсивність поглинання та функціональні групи молекул палива докладно охарактеризовано за допомогою інфрачервоної спектроскопії з перетворенням Фур'є. Викид відпрацьованих газів та енергію паливних сумішей здійснюють за допомогою газоаналізатора та калориметричної бомби. У разі збільшення магнітного поля декластеризація молекул палива демонструється збільшенням інтенсивності поглинання, яке необхідно збільшити. Хімічний склад палива не змінився, оскільки магнітна індукція була посилена. Скорочення викидів моноксиду вуглецю (CO), моноксиду азоту (NO), оксидів азоту (NOx) та діоксиду сірки (SO2) було досягнуто на 29 %, 25 %, 26 % та 31 % з використанням магнітного поля 1419,57 Гауса відповідно в порівнянні із бензиновим паливом без магнітних умов. Більше зниження відбувається при використанні палива E30 з тією ж напругою магнітного поля, що досягається до 38 %, 42 %, 70 % і 63 %, регулярно. Обробка намагнічування призводить до поліпшення якості згоряння зі збільшенням ККД до 11,32 %. Він сприяє ідеальному згорянню в системі одноциліндрового чотиритактного двигуна. Скорочення викидів газів також може вплинути на навколишнє середовище, хоча теплова енергія поступово погіршувалась, оскільки в якості палива використовувалося більше сумішей біоетанолу.

Біографії авторів

Tatun Hayatun Nufus, Politeknik Negeri Jakarta

Doctor of Energy Conversion, Associate Professor

Department of Mechanical Engineering

Andi Ulfiana, Politeknik Negeri Jakarta

Master of Instrumentation Physics, Associate Professor

Department of Mechanical Engineering

Noor Hidayati, Politeknik Negeri Jakarta

Master of Science

Department of Mechanical Engineering

Isnanda Nuriskasari, Politeknik Negeri Jakarta

Master of Chemical Engineering

Department of Mechanical Engineering

Emir Ridwan, Politeknik Negeri Jakarta

Master of Mechanical Engineering

Department of Mechanical Engineering

Sri Lestari Kusumastuti, Politeknik Negeri Jakarta

Master of Electrical Engineering

Department of Electrical Engineering

Sulaksana Permana, Gunadarma University; Universitas Indonesia

Doctor of Engineering in Metallurgy and Materials

Department of Mechanical Engineering

Department of Metallurgy and Materials

Iwan Susanto, Politeknik Negeri Jakarta

PhD, Assistance Professor

Department of Mechanical Engineering

Center of Automotive

Посилання

  1. Jhang, S.-R., Lin, Y.-C., Chen, K.-S., Lin, S.-L., Batterman, S. (2020). Evaluation of fuel consumption, pollutant emissions and well-to-wheel GHGs assessment from a vehicle operation fueled with bioethanol, gasoline and hydrogen. Energy, 209, 118436. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.118436
  2. Rahman, S. M., Khondaker, A. N., Hasan, M. A., Reza, I. (2017). Greenhouse gas emissions from road transportation in Saudi Arabia - a challenging frontier. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 69, 812–821. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.11.047
  3. Li, L., Ge, Y., Wang, M., Peng, Z., Song, Y., Zhang, L., Yuan, W. (2015). Exhaust and evaporative emissions from motorcycles fueled with ethanol gasoline blends. Science of The Total Environment, 502, 627–631. doi: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.09.068
  4. Yao, Y.-C., Tsai, J.-H., Wang, I.-T. (2013). Emissions of gaseous pollutant from motorcycle powered by ethanol–gasoline blend. Applied Energy, 102, 93–100. doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2012.07.041
  5. Lim, C.-S., Lim, J.-H., Cha, J.-S., Lim, J.-Y. (2019). Comparative effects of oxygenates-gasoline blended fuels on the exhaust emissions in gasoline-powered vehicles. Journal of Environmental Management, 239, 103–113. doi: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.03.039
  6. Dhande, D. Y., Sinaga, N., Dahe, K. B. (2021). Study on combustion, performance and exhaust emissions of bioethanol-gasoline blended spark ignition engine. Heliyon, 7 (3), e06380. doi: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2021.e06380
  7. Anderson, J. E., DiCicco, D. M., Ginder, J. M., Kramer, U., Leone, T. G., Raney-Pablo, H. E., Wallington, T. J. (2012). High octane number ethanol–gasoline blends: Quantifying the potential benefits in the United States. Fuel, 97, 585–594. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2012.03.017
  8. Mohammed, M. K., Balla, H. H., Al-Dulaimi, Z. M. H., Kareem, Z. S., Al-Zuhairy, M. S. (2021). Effect of ethanol-gasoline blends on SI engine performance and emissions. Case Studies in Thermal Engineering, 25, 100891. doi: https://doi.org/10.1016/j.csite.2021.100891
  9. Yang, H.-H., Liu, T.-C., Chang, C.-F., Lee, E. (2012). Effects of ethanol-blended gasoline on emissions of regulated air pollutants and carbonyls from motorcycles. Applied Energy, 89 (1), 281–286. doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2011.07.035
  10. Sakthivel, P., Subramanian, K. A., Mathai, R. (2018). Indian scenario of ethanol fuel and its utilization in automotive transportation sector. Resources, Conservation and Recycling, 132, 102–120. doi: https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2018.01.012
  11. Costagliola, M. A., Prati, M. V., Murena, F. (2016). Bioethanol/gasoline blends for fuelling conventional and hybrid scooter. Regulated and unregulated exhaust emissions. Atmospheric Environment, 132, 133–140. doi: https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2016.02.045
  12. Ghadikolaei, M. A. (2016). Effect of alcohol blend and fumigation on regulated and unregulated emissions of IC engines – A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 57, 1440–1495. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.12.128
  13. Lee, Z., Park, S. (2020). Particulate and gaseous emissions from a direct-injection spark ignition engine fueled with bioethanol and gasoline blends at ultra-high injection pressure. Renewable Energy, 149, 80–90. doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.12.050
  14. Abdul-Wahhab, H. A., Al-Kayiem, H. H., A. Aziz, A. R., Nasif, M. S. (2017). Survey of invest fuel magnetization in developing internal combustion engine characteristics. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 79, 1392–1399. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.121
  15. Jain, S. (2012). Experimental Investigation of Magnetic Fuel Conditioner (M.F.C) in I.C. engine. IOSR Journal of Engineering, 02 (07), 27–31. doi: https://doi.org/10.9790/3021-02712731
  16. Niaki, S. R. A., Zadeh, F. G., Niaki, S. B. A., Mouallem, J., Mahdavi, S. (2019). Experimental investigation of effects of magnetic field on performance, combustion, and emission characteristics of a spark ignition engine. Environmental Progress & Sustainable Energy, 39 (2). doi: https://doi.org/10.1002/ep.13317
  17. Abdel-Rehim, A. A., Attia, A. A. A. (2014). Does magnetic fuel treatment affect engine’s performance? SAE Technical Paper Series. doi: https://doi.org/10.4271/2014-01-1398
  18. Faris, A. S., Al-Naseri, S. K., Jamal, N., Isse, R., Abed, M., Fouad, Z. et. al. (2012). Effects of Magnetic Field on Fuel Consumption and Exhaust Emissions in Two-Stroke Engine. Energy Procedia, 18, 327–338. doi: https://doi.org/10.1016/j.egypro.2012.05.044
  19. Jalali, M., Ahmadi, M. S., Yadaei, F., Azimi, M. H. Z., Hoseini, H. M. (2013). Enhancement of Benzine Combustion Behavior in Exposure to the Magnetic Field. Journal of Clean Energy Technologies,1 (3), 224–227. doi: https://doi.org/10.7763/jocet.2013.v1.51
  20. Stuart, B. H. (2004). Infrared Spectroscopy: Fundamentals and Applications. Analytical Techniques in the Sciences. doi: https://doi.org/10.1002/0470011149
  21. Wibowo, N. A., Utami, S. M., Riyanto, C. A., Setiawan, A. (2020). Impact of Magnetic Field Strengthening on Combustion Performance of Low-Octane Fuel in Two-Stroke Engine. Jurnal Pendidikan Fisika Indonesia, 16 (1), 57–62. doi: https://doi.org/10.15294/jpfi.v16i1.17491
  22. Shen, J., Zhu, S., Liu, X., Zhang, H., Tan, J. (2012). Measurement of Heating Value of Rice Husk by Using Oxygen Bomb Calorimeter with Benzoic Acid as Combustion Adjuvant. Energy Procedia, 17, 208–213. doi: https://doi.org/10.1016/j.egypro.2012.02.085
  23. Oommen, L. P., Kumar, G. N. (2019). A Study on the Effect of Magnetic Field on the Properties and Combustion of Hydrocarbon Fuels. International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development, 9 (3), 89–98. doi: https://doi.org/10.24247/ijmperdjun20199
  24. Nufus, T. H., Setiawan, R. P. A., Hermawan, W., Tambunan, A. H. (2017). Characterization of biodiesel fuel and its blend after electromagnetic exposure. Cogent Engineering, 4 (1), 1362839. doi: https://doi.org/10.1080/23311916.2017.1362839
  25. Chang, R., Goldsby, K. A. (2013). Chemistry. McGraw-Hill Education.
  26. Kumar, P. V., Patro, S. K., Pudi, V. (2014). Experimental study of a novel magnetic fuel ionization method in four stroke diesel engines. Int. J. Mech Eng. Rob. Res., 3 (1), 151–159. Available at: http://www.ijmerr.com/v3n1/ijmerr_v3n1_17.pdf

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-06-30

Як цитувати

Nufus, T. H., Ulfiana, A., Hidayati, N., Nuriskasari, I., Ridwan, E., Kusumastuti, S. L., Permana, S., & Susanto, I. (2022). Намагнічування біоетанол-бензинових паливних сумішів для підвищення енергії згоряння і зниження викидів вихлопних газів . Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(6(117), 32–40. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.257600

Номер

Том 3 № 6(117) (2022): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Tatun Hayatun Nufus, Andi Ulfiana, Noor Hidayati, Isnanda Nuriskasari, Emir Ridwan, Sri Lestari Kusumastuti, Sulaksana Permana, Iwan Susanto

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.