بهبود عملكرد موتور ديزل با استفاده از نانوذرات زيست تخريب پذير در سوخت بيوديزل

Improvement of diesel engine performance using biodegradable nanoparticles in biodiesel fuel

هرچند فناوري نانو وعده پيشرفت هاي عظيمي در حوزه هاي مختلف را مي دهد، با اين حال نگراني هايي درباره خطرات بالقوه محصولات و كاربردهاي اين فناوري نيز اظهار مي شود. بيشتر اين نگراني ها درباره خطر ورود نانو ذرات به بدن و امكان سمي بودن آنها مي باشد. از آنجايي كه نانو ذرات فلزي و اكسيدهاي فلزي ممكن است بر ارگانيسم هاي زنده آثار سمي باقي گذارند، بنابراين استفاده از نانو ذرات زيست پايه ميتواند تا حدودي از اين نگراني ها بكاهد. در اين تحقيق به منظور بهبود عملكرد موتور ديزل و بهينه سازي مصرف سوخت از تركيب ديزل-بيوديزل-آب-نانو ذرات زيستي استفاده شد. نانو ذرات كوانتوم دات به روش هيدروترمال و از ضايعات پوست پرتقال سنتز شدند و آناليزهاي مشخصه يابي بر روي آنها انجام گرفت. آب و نانوذرات كوانتوم دات در غلظت هاي مختلف به سوخت B15 افزوده شدند، سپس آزمون هاي موتور جهت بررسي پارامترهاي عملكردي شامل توان، گشتاور و مصرف سوخت ويژه ترمزي با استفاده از يك موتور ديزل تك سيلندر انجام شد . نتايج به دست آمده نشان داد كه افزودن آب و نانوذرات كوانتوم دات به سوخت B15 موجب افزايش توان و گشتاور موتور و همچنين كاهش مصرف سوخت ويژه ترمزي مي گردد. اين امر ناشي از اختلاط بهتر سوخت و هوا در محفظه احتراق و همچنين تامين اكسيژن بيشتر مي باشد. براي سوخت B15W5-CQD60 توان موتور ديزل در دور 2700 rpm حدود 21 درصد نسبت به سوخت B15 خالص افزايش يافت. همچنين مصرف سوخت ويژه ترمزي در سرعت 1800 rpm حدود 3 درصد نسبت به سوخت B15 خالص كاهش يافت.

Although nanotechnology has been promising to offer huge developments in various fields, there are still concerns about potential threats of nanotechnology products and applications. The concerns are mostly about possible insertion of the nanoparticles to body and their toxicity. As metallic and metal oxide nanoparticles might have toxic effects on live organisms, using biocompatible nanoparticles can reduce these concerns considerably. In this research for optimizing the fuel consumption, reducing the pollutants and enhancing diesel engine performance, combination of diesel-biodiesel-water-biodegradable nanoparticles has been used. The carbon quantum dot nanoparticles were synthesized through hydrothermal method by using orange peel which were then characterized thoroughly. Water and quantum dot nanoparticles were added to B15 fuel in various concentrations, then for investigating the functional parameters, engine performance experiments were performed by using a single cylinder engine. The obtained results showed that addition of water and quantum dot nanoparticles to B15 fuel, leads to increase in engine torque and power and decreases the brake specific fuel consumption. This is due to better mixing of the fuel and air in combustion chamber and also providing more oxygen. Actually, by employing the B15W5-CQD60 fuel, diesel engine power at rate of 2700 rpm was increased by 21% compared with B15 pure fuel. Also brake specific fuel consumption at rate of 1800 rpm was decreased by 3% compared with B15 pure fuel.