Water-carbohydron emulsions obtained by cavitation used for the fuelling of diesel engines

• Autorzy: Sitnik L. J. , Haller P. , Dworaczyński M. K.

Warianty tytułu

PL

Skawitowane emulsje węglowodorowowodne do zasilania silników o zapłonie samoczynnym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The recent development of internal combustion engines goes towards the meeting of increasingly stringent requirements imposed to reduce toxic exhaust emissions and fuel consumption and thus to strive for carbon dioxide abatement and against depletion of global natural resources. The research on engines fuelled by water-carbohydron emulsions has already a long tradition. So far, tests were based on emulsions obtained in chemical reactions. In this paper, similar analysis results have been presented, but the water-fuel emulsions used for the tests were obtained with making use of the cavitation effect. At the Wrocław University of technology, Department of Motor Vehicles and Internal Combustion Engines, a unique cavitator was developed, which was then used to produce water-carbohydron emulsions of mineral and synthetic diesel fuel. Both of these fuels as well as their water emulsions with 20% water content by volume were used for tests. Maximum engine power and torque vs. crankshaft speed curves were determined for a selected engine. Based on them, the ESC (European Stationary Cycle) test conditions were determined and the engine was tested on an engine dynamometer in accordance with the predetermined ESC test conditions. During the tests, engine emission and fuel consumption levels were measured under close scrutiny. The use of emulsions was found to result in a reduction in the consumption of diesel fuel.

PL

Rozwój silników spalinowych idzie w kierunku spełnienia coraz ostrzejszych wymagań dotyczących emisji toksycznych składników spalin, zmniejszenie zużycia paliwa a więc zmniejszenia emisji dwutlenku węgla i ochrony zasobów naturalnych Ziemi. Badania zasilania silników spalinowych emulsjami węglowodorowo wodnymi ma już swoja tradycję. Dotychczasowe próby prowadzone były z zastosowaniem emulsji uzyskiwanych w drodze chemicznej. W niniejszej pracy przedstawiono podobne wyniki z tym, że emulsje paliwowo – wodne uzyskiwano z wykorzystaniem zjawiska kawitacji. W Politechnice Wrocławskiej (Zakład Pojazdów Samochodowych i Silników Spalinowych) opracowano specyficzny kawitator, który posłużył do wytworzenia emulsji weglowodorowowodnych mineralnego oraz syntetycznego oleju napędowego. Oba paliwa oraz ich emulsje, o zawartości wody równej dwadzieścia procent (objętościowo), posłużyły do testów. Wykonano charakterystyki zewnętrzne wybranego silnika, na ich podstawie opracowano warunki testu ESC (European Stationary Cycle) oraz przeprowadzono badania silnika na hamowni silnikowej w warunkach tego testu. Przeprowadzono pomiary emisji składników spalin i zużycia paliwa. Stwierdzono, że stosowanie emulsji prowadzi do obniżenia zużycia oleju napędowego.

Słowa kluczowe

EN

cavitation; emulsions; IC engines; fuel consumption; emissions

PL

kawitacja; emulsje; silnik spalinowy; zużycie paliwa; emisje

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Sieci Badawczej Łukasiewicz - Przemysłowego Instytutu Motoryzacji
• Czasopismo: Archiwum Motoryzacji
• Rocznik: 2013
• Tom: Nr 2
• Strony: 53--64, 169--180
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., il.

Twórcy

autor

Sitnik L. J.

• Politechnika Wrocławska, Zakład Pojazdów Samochodowych i Silników Spalinowych, ul. Braci Gierymskich 164, 51-640 Wrocław, Polska

autor

Haller P.

• Politechnika Wrocławska, Zakład Pojazdów Samochodowych i Silników Spalinowych, ul. Braci Gierymskich 164, 51-640 Wrocław, Polska

autor

Dworaczyński M. K.

• Politechnika Wrocławska, Zakład Pojazdów Samochodowych i Silników Spalinowych, ul. Braci Gierymskich 164, 51-640 Wrocław, Polska

Bibliografia

• [1] SITNIK, L.J.: Ekopaliwa silnikowe. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2004.
• [2] http://www.dieselnet.com/standards/cycles/esc.php [dostęp 01.04.2013]
• [3] DIBOFORI-ORJI, A.N.: Critical Processes Involved in Formulation of Water-in-Oil Fuel Emulsions, Combustion Efficiency of the Emulsified Fuels and Their Possible Environmental Impacts. Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology 3(8): 701-706, 2011 ISSN: 2040-7467.
• [4] JANKOWSKI, A.: Influence of chosen parameters of water fuel microemulsion on combustion processes, emission level of nitrogen oxides and fuel consumption of ci engine. Journal of KONES Powertrain and Transport, Vol. 18, No. 4 2011
• [5] DLUSKA, E., HUBACZ, R., WRONSKI, S.: Simple and Multiple Water Fuel Emulsions Preparation in Helical Flow, Turkish J. Eng. Env. Sci. 30 pp. 175 – 182, 2006.
• [6] LIN, C.Y., WANG, K.H.: The Fuel Properties of Three-Phase Emulsions as an AlternativeFuel for Diesel Engines, Fuel, 82, pp. 1367-1375, 2003.
• [7] VU, P.H., NISHIDA, O., FUJITA, H., HARANO, W., TOYOSHIMA, N., ITEYA, M.: Reduction of NOx and PM from Diesel Engines by WPD Emulsified Fuel. SAE Paper 2001-01-0152, 2001.
• [8] TAJIMA, H., TAKASAKI, K., NAKASHIMA, M., KAWANO, K., OHISHI, M., YANAGI, J. and OSAFUNE, S.: Visual Study on Combustion of Low-Grade Fuel Water Emulsion. COMODIA 2001. July 1-4. Nagoya 2001
• [9] http://www.altpetrol.com/PDF/APT%20Emulsion%20Fuels%20Presentation.pdf [dostęp 01.04.2013]