In this research, the potential effects of titanium dioxide (TiO2) nanoparticles on improving a stationary diesel engine characteristic fuelled with a biofuel mixture-diesel blend (B25: 25% vol. biofuel mixture containing biodiesel, waste cooking oil and ethanol + 75% vol. diesel) are experimentally investigated. TiO2 nanoparticles are dispersed in B25 fuel at 50, 100, and 150 ppm concentrations. Subsequently, they are tested in a stationary research diesel engine at a rotational speed of 1500 rpm and specific loads. Nanoparticles enhance combustion, offering increased cylinder gas pressure, net heat release rate, and reduced ignition delay period and combustion duration. The engine performance is enhanced more with increasing nanoparticle concentration. TiO2 nanoparticles with a 150 ppm rate reduce brake-specific fuel consumption by 3.21% and increase the brake effective efficiency by 3.67%, on average, compared to B25 fuel without nanoparticles. CO emission and smoke opacity are reduced by up to 31.89% and 24.56% with TiO2 nanoparticles. However, under the same operating conditions, NO emission increases to 30.58% compared to sole B25. Nevertheless, the NO emission of nanofuels is still less than that of diesel fuel. This study's results indicate that using TiO2 nanoparticles as a nano fuel additive can enhance the stationary engine's operation fueled with the biofuel mixture-diesel blend.
Bu araştırmada titanyum dioksit (TiO2) nanopartiküllerinin, biyoyakıt-dizel karışımı (B25: biyodizel, atık kızartma yağı ve etanol içeren %25 hacimli biyoyakıt karışımı + %75 dizel) ile çalışan stasyoner dizel motorunun performans ve emisyonlarını iyileştirme potansiyeli deneysel olarak incelenmiştir. TiO2 nanopartikülleri B25 yakıtına 50, 100 ve 150 ppm konsantrasyonlarında eklenmiştir. Elde edilen nanoyakıtlar, stasyoner bir dizel motorda 1500 d/dk dönüş hızında ve farklı yüklerde test edilmiştir. Nanopartiküller yanmayı iyileştirerek, silindir basıncını ve net ısı yayılım oranını artırmış, tutuşma gecikmesi süresi ile yanma süresini kısaltmıştır. Nanopartikül konsantrasyonu arttıkça motor performansı daha da iyileşmiştir. 150 ppm oranındaki TiO2 nanopartikülleri, nanopartikül içermeyen B25 yakıtına kıyasla özgül yakıt tüketimini %3,21 oranında azaltmış ve efektif verimi ortalama %3,67 oranında artırmıştır. TiO2 nanopartikülleri kullanımı ile CO emisyonu ve duman koyuluğu %31,89 ve %24,56'ya kadar azalmıştır. Bununla birlikte, aynı çalışma koşullarında NO emisyonu, nanopartikül içermeyen B25 yakıtına kıyasla %30,58'e kadar artmıştır. Ancak nanoyakıtlar dizel yakıtına göre daha az NO emisyonu oluşturmuştur. Bu çalışmanın sonuçları, TiO2 nanopartiküllerinin nano yakıt katkısı olarak kullanılmasının biyoyakıt-dizel karışımıyla çalışan stasyoner dizel motorun performans ve emisyonlarını iyileştirebileceğini göstermektedir.
Primary Language | English |
---|---|
Subjects | Mechanical Engineering, Nanotechnology |
Journal Section | Research Articles |
Authors | |
Early Pub Date | December 2, 2023 |
Publication Date | December 27, 2023 |
Submission Date | May 9, 2023 |
Acceptance Date | September 23, 2023 |
Published in Issue | Year 2023 Volume: 28 Issue: 3 |
Announcements:
30.03.2021-Beginning with our April 2021 (26/1) issue, in accordance with the new criteria of TR-Dizin, the Declaration of Conflict of Interest and the Declaration of Author Contribution forms fulfilled and signed by all authors are required as well as the Copyright form during the initial submission of the manuscript. Furthermore two new sections, i.e. ‘Conflict of Interest’ and ‘Author Contribution’, should be added to the manuscript. Links of those forms that should be submitted with the initial manuscript can be found in our 'Author Guidelines' and 'Submission Procedure' pages. The manuscript template is also updated. For articles reviewed and accepted for publication in our 2021 and ongoing issues and for articles currently under review process, those forms should also be fulfilled, signed and uploaded to the system by authors.