当前的世界环境

介绍

目前，世界上有反对化石燃料枯竭和环境退化的双危机。不分青红皂白的提取和奢华消耗化石燃料导致了基于地下碳资源的降低。寻求替代燃料，这承诺与可持续发展，节能，效率和环境保护的和谐相关，在现有背景下已经很高宣布。生物原产的燃料可以为这一全球石油危机提供可行的解决方案。汽油和柴油驱动的汽车是温室气体排放（GHG）的主要来源。世界各地的科学家们已经探索了几种替代能源资源，这有可能终止当今人口的不断增长的能源渴。探索各种生物燃料能源资源包括生物质，沼气，伯醇，植物油，生物柴油等。

植物油是化石燃料的好替代品，用于柴油发动机。它们对农业应用特别有吸引力。由于植物油具有与柴油相当的性能，因此它们可用于运行具有很少或没有修改的压缩点火发动机。¹这些替代能源资源在很大程度上是环保的，但需要对其优势进行案例依据进行评估。，缺点和特定应用。其中一些燃料可以直接使用，而其他燃料则需要配制以使相关性能更接近常规燃料。由于近期在各个部门的石油燃料广泛使用，本研究专注于访问现有内燃机中使用替代燃料的活力而无需任何修改。本能源情景刺激了非石油，可再生和非污染燃料的积极研究兴趣。主要能源和原材料的世界储备明显有限。根据估计，储备将持续218年煤炭，石油41岁，天然气为63岁，在经营的业务场景下。

世界人口的巨大增长，工业国家的居住标准和生活水平的增加导致了能源供需领域的复杂情况。原油价格在日常上升和波动。已经进行了几项研究以改善植物油推动的发动机的性能。改性如预热油，使用热表面点火，已发现将油转化为其酯类有效。2今天使用植物油的植物油可能看起来微不足道。但是这种油可能随着石油和本时间煤焦作而重要的。Investigations carried out on variety of vegetable oils like Karanji oil, Ricebran oil, Rape seedoil etc. and their esters have shown that the methyl ester of vegetable oils offers lower smoke and higher thermal efficiency than the pure oil itself.³ In the 1930’s&1940’s the vegetable oils where used as diesel substitutes from time to time, but usually only in emergency situations. Recently, because of increase in crude oil prices, limited sources of fossil fuels and environmental concerns, there has been renewed focus on vegetable oils and animal fat bio diesel.

用于发动机的可接受的替代燃料必须在不牺牲操作性能的情况下满足环境和能源安全需求。通过发动机修改和燃料改造，可以在CI发动机中成功使用植物油。发动机修改包括双燃料，注射系统改造;加热的燃料管路等燃料改性包括用柴油，酯交换，裂化/热解，微乳液和氢化混合植物油，以减少聚合和粘度。从世界上提供的大量植物油中，如果任何特定的油都需要调整为持续的能量作物，那么必须生产具有更高生产率和油含量的油籽品种。必须为使用植物油作为替代柴油燃料而开发的技术，允许作物保护在紧急情况下进行。植物油不能用于发动机。它必须转换为更具发动机友好的燃料，称为Bio柴油。系统设计方法已经注意到，这些改进的燃料可以在现有的柴油发动机中使用，而无需大量的硬件修改

表1：燃料特性 各种各样的混合 点击这里查看表格

表2:各种混合燃料的总油耗 点击这里查看表格

随着农产品价格接近历史最低水平，石油价格接近历史最高水平，很明显，在加强我们的能源安全的同时，还可以做更多的工作来利用国内过剩的植物油。由于生物柴油可以利用现有的工业生产能力生产，并与传统设备一起使用，它为立即解决我们的能源安全问题提供了大量机会。在过去，许多非食用油被用来驱动柴油发动机，如葵花籽油、大豆油、印楝油等。这些食用油用于运行柴油发动机，并对其与柴油混合后的性能进行测试。从植物油中生产的甲酯在经济上无法与碳氢化合物燃料竞争。它们的价格大约是柴油价格的2到3倍。麻风树、蓬木、印楝等非食用油在世界许多地方都很容易买到，而且由于产量的增加，现在比食用油更便宜。大多数非食用油脂虽然大量生产，但并不用作生物柴油。

表3：各种共混物的特定燃料消耗 点击这里查看表格

实验

麻疯树尸体甲酯是通过酯交换过程得到的。然后将酯交换油与柴油按质量混合。用适当的仪器测定了燃料的闪点、燃点、热值和密度等特性。从非食油中提取甲酯作为10%、20%、30%、40%、50%的柴油混合燃料，在柴油机上进行了试验。一台固定的发动机被安装在试验台上，准备在稳定的条件下运行。在恒定转速下，对柴油和不同麻疯树与柴油混合后的发动机性能进行了测试。由结构紧凑、结构简单的发动机试验台组成四冲程，单缸，水冷，恒速柴油发动机耦合到电阻载荷。连续供水装置提供给发动机以进行冷却。面板用三路公鸡设有一个水体压力计和滴定管。下表提供了引擎设置的规范。

发动机规格详情

结果

各种共混物的燃料特性

图1:不同共混物的运动粘度 点击此处查看数字

图2：各种共混物的比重 点击此处查看数字

图3：各种共混物的闪点（°C） 点击此处查看数字

图4:火点(°C) 各种各样的混合 点击此处查看数字

图5：热量值 各种各样的混合 点击此处查看数字

图6：不同混合物的总燃料消耗的比较曲线 点击此处查看数字

图7：不同混合的特定燃料消耗的比较图 点击此处查看数字

图8：不同混合物制动热效率的比较图 点击此处查看数字

图9：制动力和制动热效的比较图 点击此处查看数字

图10:制动功率与油耗对比图 点击此处查看数字

讨论

利用柴油进行了一系列的性能测试，并在不同负载条件下采用不同的麻疯树生物柴油混合料。在酯交换反应后，植物油的粘度大大降低。

密度和粘度麻风手套发现酯交换后形成的甲酯接近石油柴油的酯。不同混合物的TFC表明，在混合B20的最大负荷下，总燃料消耗降低。剩余混合物的总燃料消耗较近柴油。

表4:不同共混物的制动热效率 点击这里查看表格

麻风树不同混合燃料的燃料消耗率接近柴油，特别是B20比其他混合燃料的SFC更低。柴油的机械效率较好，但随混合比的增加而降低。与其他共混物相比，共混物B20具有更好的制动热效率。同样，在给定的制动功率下，混合B20的具体油耗比其他混合车型要低。

结论

基于性能测试，观察到基于麻风法的生物柴油可以作为现有传统柴油发动机的替代燃料采用，而没有系统中的发动机修改。植物油的粘度基本上在酯交换后显着减少，发现在酯交换后形成的麻风树甲酯的密度和粘度接近石油柴油。柴油发动机可以在没有任何硬件修改的情况下令人满意地对生物柴油燃料进行。生物柴油B50的制动热效率高。生物柴油共混物的机械效率随着柴油的混合比的增加而降低。柴油和生物柴油混合物的特定燃料消耗至B50仍然更接近柴油。B20的总燃料消耗高，其他混合物更接近柴油的总燃料消耗值。

致谢

作者感谢Anna University Tiruchirappalli, Tiruchirappalli - 62024的汽车工程系系主任T. Senthilkumar博士，感谢他有力的指导和动力来实施这个项目。

参考

1. Hunke，A.L.和Barsic，N.J.“具有植物油的天然吸气柴油发动机的性能和造型特性（第2部分）”。Saepaper No 810955（1981）。
2. Gerhard Vellguth，“蔬菜油的表现为柴油发动机的燃料”。SAE纸张没有831358，（1983）。
3. Gopalakrishnan。K.v.和Rao。P.S.“在柴油机中使用非可爱的油作为替代燃料”。DNES项目报告，I.C.E.LAB，IIT Madras-36（1996）。
4. 勇士,A.Karim。Amoozegar, N，“在进气中添加各种液体燃料的双燃料柴油机性能的测定”。SAE论文No . 830265(1983)。
5. ghazi.a.karim。“双重燃料发动机”，由R.L.Evansbleham Press（1987）编辑的章节中的章节。
6. Naser.d。和bennet.k.f，“使用柴油和甲烷醇的双重压缩点火发动机的运行”。IV国际议程审查核算技术。（1980）。