Potentiale for en renere blanding af brændstof

En teknik, der modellerer forbrændingsegenskaberne for benzin blandet med biobrændstoffer til renere og mere effektive brændstoffer.

En tilgang til modellering af forbrændingskarakteristika for benzin blandet med biobrændstoffer giver værdifuld indsigt i forbrændingen og potentialet af denne brændstofkombination - den hjælper også med KAUST's søgen efter at udvikle brændstoffer, der er mindre forurenende og bedre ydende.

Afbrænding af brændstof til biler, som benzin, frigiver store mængder drivhusgasser og er en væsentlig bidragyder til klimaforandringerne. At udvikle grønnere og mere effektive brændstoffer er en kæmpe udfordring for transportindustrien.

Det førte til, at Aamir Farooq og ph.d. studerende Ahfaz Ahmed fra KAUST for at samarbejde med Fuel Technology Team hos Saudi Aramco og forskere fra National University of Ireland Galway, ved at udvikle en innovativ metode til undersøgelse af forbrænding af bioethanol-blandede benziner.

"Når vi bevæger os mod nye motorteknologier, brændstofkarakteristika spiller en meget vigtig rolle i at optimere motorens effektivitet og minimere emissioner, " forklarer Farooq. "Vores mål var at producere en model til simulering af brændstof-motor-interaktioner for brændstoffer, der indeholder store fraktioner af bioethanol."

Forskerne forberedte først to benziner med høj oktan blandet med forskellige mængder bioethanol og observerede brændstoffernes autoignition adfærd over en lang række tryk, temperaturer og luft-til-brændstof-forhold. Ved høje temperaturer, holdet brugte et højtryksstødrør til at observere reaktionen. Men forbrændingen tager længere tid ved mellem- og lave temperaturer, så teamet brugte en hurtigkompressionsmaskine til at observere reaktivitet.

Fordi benzin er komplekse brændstoffer, der indeholder hundredvis af forskellige kemiske forbindelser, holdet brugte også tre typer surrogatbrændstoffer indeholdende flere referencekomponenter, hvilket gjorde det muligt for dem at simulere forbrændingen af ​​de bioethanol-blandede benziner og modellere deres tændingsforsinkelsestider.

"Tændingsforsinkelsestiden er en vigtig egenskab ved et brændstof og har en væsentlig indflydelse på motorens design og drift, " siger Ahmed. "Brugen af ​​high-fidelity surrogatbrændstoffer gjorde det muligt for os at modellere tændingsforsinkelsestiderne for disse biobrændstofblandede benziner, og gav os en dybere indsigt i, hvordan biobrændstofindholdet ændrer forbrændingsadfærden sammenlignet med almindelig benzin."

På trods af den forskellige udvikling af kemiske arter under forbrænding, forskerne fandt ud af, at de blandede brændstoffer ved høje temperaturer udviste lignende selvantændelsesegenskaber, men ved mellemtemperaturer, brændstoffet med højere oktantal og højere ethanolindhold udviste længere tændingsforsinkelser.

"Vi planlægger at undersøge tændingsegenskaberne ved yderligere to biobrændstoffer-methanol og dimethylether-efter at de er blevet blandet med almindelig benzin og diesel, siger Farooq.