Tối ưu hóa tham số đa mục tiêu của động cơ diesel bốn kỳ với sinh học diesel từ dầu ăn thải và hỗn hợp diesel sử dụng RSM-NSGA-II

Kumar, Pardeep1, Dhingra, Ashwani Kumar1, Chhabra, Deepak1, Chhikara, Ashish1
1Department of Mechanical Engineering, University Institute of Engineering and Technology, Maharishi Dayanand University, Rohtak, India

Tóm tắt

Trong vài thập kỷ qua, mức tiêu thụ năng lượng trên toàn cầu đã gia tăng nhanh chóng. Do nguồn tài nguyên hóa thạch có hạn và sự gia tăng khí thải dẫn đến sự ấm lên toàn cầu, các nhà nghiên cứu đã chuyển sang tìm kiếm các loại nhiên liệu thay thế cho xăng dầu. Công trình hiện tại xem xét các yếu tố đầu vào của động cơ khác nhau (tức là, tỷ lệ pha trộn và tải) trong khi đánh giá các tham số hiệu suất khác nhau (hiệu suất nhiệt phanh), sự đốt cháy (tiêu thụ nhiên liệu theo phanh) và các tham số phát thải (oxit nitơ, carbon monoxide và hydrocarbon) khi sử dụng sinh học diesel từ dầu ăn thải trong một động cơ diesel đơn xilanh bốn kỳ. Một RSM kết hợp với kỹ thuật NSGA-II đã được xem xét để tối ưu hóa các đặc tính hiệu suất, sự đốt cháy và phát thải. Điểm mới trong công trình này là sự áp dụng của NSGA-II, đã được áp dụng thành công trong việc tối ưu hóa đồng thời tiêu thụ nhiên liệu theo phanh, hiệu suất nhiệt phanh và các tham số phát thải khác nhau, như carbon monoxide, oxit nitơ và hydrocarbon. Năm tổ hợp tối ưu đã được đánh giá từ bộ giải pháp Pareto gồm 39 phương án, và các bài kiểm tra xác nhận của chúng cũng đã được thực hiện. Từ phân tích, hiệu suất nhiệt phanh đạt được là 31,29% và tiêu thụ nhiên liệu theo phanh là 0,261 kg/kW-giờ cùng với các giá trị phát thải như oxit nitơ: 63,470 ppm, carbon monoxide: 0,085% và hydrocarbon: 20,724 ppm. Các kết quả đều nằm trong giới hạn chấp nhận được, xác nhận tính khả thi của việc sử dụng sinh học diesel từ dầu ăn thải trong động cơ diesel bốn kỳ.

Từ khóa

#động cơ diesel #sinh học diesel #dầu ăn thải #tối ưu hóa đa mục tiêu #RSM #NSGA-II

Tài liệu tham khảo

citation_journal_title=Energy Rep; citation_title=The performance and emissions characteristics of diesel/biodiesel/ alcohol blends in a diesel engine; citation_author=Q Ma, Q Zhang, J Liang, C Yang; citation_volume=7; citation_publication_date=2021; citation_pages=1016-1024; citation_doi=10.1016/j.egyr.2021.02.027; citation_id=CR1 citation_journal_title=Natl Acad Sci Lett; citation_title=Emissions prediction of cashew nut shell liquid biodiesel using machine learning; citation_author=D Kumar, VK Chhibber, A Singh; citation_volume=45; citation_publication_date=2022; citation_pages=397-400; citation_doi=10.1007/s40009-022-01142-6; citation_id=CR2 citation_journal_title=Egypt J Pet; citation_title=Effect of waste cooking-oil biodiesel on performance and exhaust emissions of a diesel engine; citation_author=KA Abed, AK Morsi, MM Sayed; citation_volume=27; citation_publication_date=2018; citation_pages=985-989; citation_doi=10.1016/j.ejpe.2018.02.008; citation_id=CR3 citation_journal_title=Mater Today Proceed; citation_title=Effects of emission and performance characteristics study of rubber seed biodiesel fueled DI diesel engine fumigated with methanol; citation_author=K Sriram, PC Murugan, S Sathiskumar; citation_publication_date=2023; citation_doi=10.1016/j.matpr.2023.03.611; citation_id=CR4 citation_journal_title=Appl Soft Comput; citation_title=An ANN-entropy-FA model for prediction and optimization of biodiesel-based engine performance; citation_author=S Chaki, TK Biswas; citation_volume=133; citation_publication_date=2023; citation_doi=10.1016/j.asoc.2022.109929; citation_id=CR5 citation_journal_title=Energy; citation_title=Optimization of performance and emission outputs of a CI engine powered with waste fat biodiesel: a detailed RSM, fuzzy multi-objective and MCDM application; citation_author=AS El-Shafay, MS Gad, Ü Agbulut, EA Attia; citation_publication_date=2023; citation_doi=10.1016/j.energy.2023.127356; citation_id=CR6 citation_journal_title=Energy; citation_title=Performance of a compression ignition engine fuelled with diesel-palm biodiesel-gasoline mixtures: CFD and multi parameter optimisation studies; citation_author=M Zandie, HK Ng, MF Muhamad Said; citation_volume=274; citation_publication_date=2023; citation_doi=10.1016/j.energy.2023.127346; citation_id=CR7 citation_journal_title=Energy; citation_title=Energy consumption, greenhouse gas emissions and economic feasibility studies of biodiesel production from Mahua (Madhuca longifolia) in India; citation_author=JV Tirkey, A Kumar, DK Singh; citation_volume=249; citation_publication_date=2022; citation_doi=10.1016/j.energy.2022.123690; citation_id=CR8 citation_journal_title=Sustain Futures; citation_title=Optimization of engine performance parameters and exhaust emissions in compression ignition engine fueled with biodiesel-alcohol blends using taguchi method, multiple regression and artificial neural network; citation_author=T Agrawal, R Gautam, S Agrawal; citation_volume=2; citation_publication_date=2020; citation_doi=10.1016/j.sftr.2020.100039; citation_id=CR9 citation_journal_title=Fuel; citation_title=Renewable energy approach towards powering the CI engine with ternary blends of algal biodiesel-diesel-diethyl ether: Bayesian optimized Gaussian process regression for modeling-optimization; citation_author=M Alruqi, P Sharma, B Deepanraj, F Shaik; citation_volume=334; citation_publication_date=2023; citation_doi=10.1016/j.fuel.2022.126827; citation_id=CR10 citation_journal_title=J Renew Sustain Energy; citation_title=Comparative performance analysis of jatropha, karanja, mahua, and polanga based biodiesel engine using hybrid genetic algorithm; citation_author=S Dhingra, G Bhushan, KK Dubey; citation_volume=8; citation_publication_date=2016; citation_doi=10.1063/1.4939513; citation_id=CR11 citation_journal_title=IEEE Trans Evol Computat; citation_title=A fast and elitist multi-objective genetic algorithm: NSGA-II; citation_author=K Deb, A Pratap, S Agarwal, T Meyarivan; citation_volume=6; citation_publication_date=2002; citation_pages=182-197; citation_doi=10.1109/4235.996017; citation_id=CR12 citation_journal_title=J Manuf Syst; citation_title=An improved NSGA-II with local search for multi-objective integrated production and inventory scheduling problem; citation_author=L Lv, W Shen; citation_volume=68; citation_publication_date=2023; citation_pages=99-116; citation_doi=10.1016/j.jmsy.2023.03.002; citation_id=CR13 citation_journal_title=Natl Acad Sci Lett; citation_title=Optimization of the formulation and preparation of andrographolide microemulsion by box-behnken response surface methodology; citation_author=K Kim, S Uh, I Kim; citation_publication_date=2023; citation_doi=10.1007/s40009-023-01228-9; citation_id=CR14