Study on the Performance of Small Size Diesel Engine Using Fish Oil Blended with Biodiesel as Fuel
การศึกษาสมรรถนะเครื่องยนต์ดีเซลขนาดเล็กจากการใช้ไบโอดีเซลจากน้ำมันไส้ปลาเป็นเชื้อเพลิง
Abstract
งานวิจัยนี้ได้นำไส้ปลามาผลิตน้ำมันไบโอดีเซลด้วยกระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน หลังจากนั้นนำไบโอดีเซลที่ผลิตมาผสมกับน้ำมันดีเซลในอัตราส่วนผสมไบโอดีเซลจากน้ำมันไส้ปลาร้อยละ 5%, 10% และ 20% โดยปริมาตรในน้ำมันดีเซล ในบริบทนี้เพื่อศึกษาสมบัติทางกายภาพและอัตราส่วนผสมที่มีผลกระทบต่อสมรรถนะของเครื่องยนต์ดีเซลขนาดเล็กแบบห้องเผาไหม้ฉีดตรงที่มีกำลัง 6.6 kW การทดลองได้เน้นในด้านแรงบิด, กำลัง, อัตราสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะเบรก, ประสิทธิภาพเชิงความร้อนเบรกและควันดำ ผลการวิจัยพบว่าอัตราส่วนผสมที่ทดสอบทั้งหมดสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงให้กับเครื่องยนต์ได้ตามปกติเช่นเดียวกับน้ำมันดีเซลทั่วไป การเพิ่มอัตราส่วนผสมไบโอดีเซลจากน้ำมันไส้ปลาส่งผลให้ค่าพลังงานความร้อนลดลง ค่าความถ่วงจำเพาะและค่าความหนืดสูงขึ้น นอกจากนี้เครื่องยนต์ยังมีแรงบิด, กำลัง, ประสิทธิภาพเชิงความร้อนเบรกและควันดำลดลง แต่อัตราสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะเบรกสูงขึ้น ผลการทดลองของ BF20 มีแรงบิด,กำลัง, ประสิทธิภาพเชิงความร้อนเบรกและปริมาณควันดำต่ำกว่า D100 อยู่ประมาณ 1.5%,1.3%,27% และ13% ตามลำดับ ด้วยเหตุนี้จึงทำให้อัตราสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะเบรกสูงกว่า D100 ประมาณ 30% เนื่องจากค่าความร้อนต่ำลง ค่าความหนืดสูงขึ้น เมื่อเพิ่มอัตราส่วนผสมไบโอดีเซลจากน้ำมันไส้ปลา
This research brought fish oil to produce biodiesel oil with the transesterification reaction process. After that, the biodiesel produced blends with diesel fuel at the ratio of 5%, 10% and 20% biodiesel blend by volume in diesel fuel. In this context, to study the physical properties and blends ratios affecting the performance of a small direct injection diesel engine with a power of 6.6 kW. The experiments focused on torque, power, brake specific fuel consumption, brake thermal efficiency and smoke. The results showed that all tested blends ratios can be used as normal engine fuel as with conventional diesel. Increasing the biodiesel blends ratio from fish oil results in lower calorific value, higher specific gravity and viscosity values. In addition, the engine has decreased torque, power, brake thermal efficiency and smoke but the brake specific fuel consumption is higher. The results of the experiment, the BF20's torque, power, brake thermal efficiency and smoke content are approximately 1.5%, 1.3%, 27% and 13% lower than the D100, respectively. As a result, the brake-specific fuel consumption is approximately 30% higher than the D100 due to lower calorific value, higher viscosity when increasing biodiesel blends from fish oil.
Keywords
[1] https://ourworldindata.org/fossil-fuels (Accessed on 28 July 2021)
[2] E. Jiaqiang, M. Pham, D. Zhao, Y. Deng, D. Le, W. Zuo, H. Zhu, T. Liu, Q. Peng and Z. Zhang, Effect of different technologies on combustion and emissions of the diesel engine fueled with biodiesel: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2017, 80, 620–647.
[3] E. Jiaqiang, M. Pham, Y. Deng, T. Nguyen, V. Duy, D. Le, W. Zuo, Q. Peng and
Z. Zhang, Effects of injection timing and injection pressure on performance and exhaust emissions of a common rail diesel engine fueled by various concentrations of fish-oil biodiesel blends, Energy, 2018, 149, 979–989.
[4] E. Jiaqiang, T. Liu, W.M. Yang, J. Li, J. Gong and Y. Deng, Effects of fatty acid methyl esters proportion on combustion and emission characteristics of a biodiesel fueled diesel engine, Energy Conversion and Management , 2016, 117, 410–419.
[5] B.G. Şanli, E. Uludamar and M. Özcanli, Evaluation of energetic-exergetic and sustainability parameters of biodiesel fuels produced from palm oil and opium poppy oil as alternative fuels in diesel engines, Fuel, 2019, 258, 116116.
[6] B.A. Oni and D. Oluwatosin, Emission characteristics and performance of Neem seed (Azadirachta indica) and Camelina (Camelina sativa) based biodiesel in diesel, engine, Renewable Energy, 2019, 149, 725-734.
[7] A.K . Agarwal, J.G. Gupta and A. Dhar, Potential and challenges for large-scale application of biodiesel in automotive sector, Progress in Energy and Combustion Science, 2017, 61, 113–149.
[8] Z. Zhang, E. Jiaqiang, Y. Deng, M.Pham, W. Zuo, Q. Peng and Z. Yin, Effects of fatty acid methyl esters proportion on combustion and emission characteristics of a biodiesel fueled marine diesel engine, Energy Conversion and Management, 2018, 159, 244–253.
[9] J.N. Nair, A.K. Kaviti and A.K. Daram, Analysis of performance and emission on compression ignition engine fuelled with blends of Neem biodiesel, Egyptian Journal of Petroleum, 2017, 26(4), 927–931.
[10] www.fishmarket.co.th (Accessed on 30 June 2021)
[11] S. Prakash, M. Prabhahar, S. Sendilvelan, R. Venkatesh, S. Singh and K. Bhaskar, Experimental studies on the performance and emission characteristics of an automobile engine fueled with fish oil methyl ester to reduce environmental pollution, Energy Procedia, 2019, 160, 412–419.
[12] A. Gharehghani, M. Mirsalim and R. Hosseini, Effects of waste fish oil biodiesel on diesel engine combustion characteristics and emission, Renewable Energy, 2017, 101, 930–936.
[13] B. Kathirvelu, S. Subramanian, N. Govindan and S. Santhanam, Emission characteristics of biodiesel obtained from Jatropha seed and fish wastes in a diesel engine, Sustainable Environment Research, 2017, 27(6), 283-290.
[14] JISB 8018, Japanese Industrial Standard Test Method of Performance of Small Size Diesel Engine of Land Use, 1998.
[15] T. Nguyen, M. Pham and T.L. Anh, Spray, combustion, performance and emission characteristics of a common rail diesel engine fueled by fish-oil biodiesel blends, Fuel, 2020, 269, 117108.
[16] S. Godiganur, C.S. Murthy and R.P. Reddy, Performance and emission characteristics of a Kirloskar HA394 diesel engine operated on fish oil methyl esters, Renewable Energy, 35(2), 2010, 355-359.
[17] S. Ushakov, H. Valland and V. ÆsØy, Combustion and emissions characteristics of fish oil fuel in a heavy-duty diesel engine, Energy Conversion and Management, 2013, 65, 228-238.
DOI: 10.14416/j.ind.tech.2021.11.001
Refbacks
- There are currently no refbacks.