Improving the performance and emissions of a four-stroke, water-cooled, di diesel engine by increasing inlet air temperature
Other Title(s)
تحسين أداء وتقليل الانبعاثات لمحرك ديزل رباعي الأشواط تبريد مياه أحادي الأسطوانة وذلك عن طريق زيادة درجة حرارة الهواء الداخل للمحرك
Joint Authors
Kamil, Muhammad Ahmad
Rabi, Basim Abd Allah
Abd al-Al, Muhsin Muhammad
Source
Journal of Al-Azhar University Engineering Sector
Issue
Vol. 17, Issue 62 (31 Jan. 2022), pp.257-274, 18 p.
Publisher
al-Azhar University Faculty of Engineering
Publication Date
2022-01-31
Country of Publication
Egypt
No. of Pages
18
Main Subjects
Topics
Abstract AR
أداء محركات الديزل تتأثر بتغيير درجة حرارة الهواء الداخل إلى المحرك لأنها تؤثر على خصائص تفاعلات الحريق وبالتالي يمكن توظيف هذا في تحسين أداء المحرك إذا تم ضبط باقي العوامل مجتمعة مع درجة حرارة الهواء في صورة مناسبة.
أجريت هذه الدراسة على محرك معملي ديزل رباعي الأشواط تبريد مياه أحادي الأسطوانة عند سرعة دوران ثابتة وقدرة متغيرة لبيان أداء وانبعاثات المحرك مع تغيير درجة حرارة الهواء الداخل تصاعديا على عدة مراحل لتبلغ 90 درجة مئوية.
كما تم محاكاة التجارب المعملية على برنامج المحاكاة-Diesel RK زيادة درجة حرارة الهواء تؤدي إلى نقصان في فترتي التأخير الكيميائي والفيزيائي حيث أن تأثير درجة الحرارة يؤثر علي زيادة معدل تبخير قطيرات الوقود وكذلك معدلات تفاعلات الحريق في نفس الوقت تقل كثافة الهواء مع زيادة الحرارة مما يكن له تأثير عكسي علي قدرة المحرك ولكي يمكن الاستفادة من زيادة درجة حرارة الهواء بالإيجاب يجب تعويض النقصان في كثافة الهواء بزيادة ضغطه من الفوائد التي يمكن الحصول عليها من زيادة درجة حرارة الهواء هي زيادة معدل وكفاءة الحريق وعلي ذلك يمكن زيادة معدل دخول الوقود إلى المحرك بنسبة تصل إلى 30% عن معدله الأصلي.
وقد وجد أن زيادة درجة حرارة الهواء مع زيادة كثافته مع زيادة نسبة الوقود تؤدي إلى تحسن في أداء المحرك وكفاءة الحريق وزيادة قدرة المحرك وبالتالي زيادة نسبة "القدرة إلى الكتلة" للمحرك.
Abstract EN
The inlet air temperature of a diesel engine plays a dominant role in its efficiency as it affects the combustion parameters, provided the engine characteristics are suitably adjusted.
this study investigates the effect of inlet air temperature on the performance and emissions of a single-cylinder, four-stroke, water-cooled, direct-injection diesel engine.
inlet air was preheated up to 90 ⁰C and its impact was observed using the diesel-RK software simulator under constant engine speed and variable load conditions.
air-preheating increases the physical and chemical delay rates-i.e., it accelerates the droplet vaporization and combustion rates.
however, this also reduces its density, thereby lowering its mass flow rate and cycle efficiency, which is counterproductive.
therefore, the inlet air density must be increased to its original value beforehand to yield the full benefits of air-preheating.
furthermore, the effect of increased fuel flow rate at 30% of its rated value was also investigated; combined with increased air density, this caused a spike in the rated power, leading to improvements in the engine performance and combustion efficiency.
these results show that preheating the intake air by increasing the fuel and intake air mass could improve the power-to-mass ratio of existing engines and reduce its pollutant emissions.
American Psychological Association (APA)
Abd al-Al, Muhsin Muhammad& Rabi, Basim Abd Allah& Kamil, Muhammad Ahmad. 2022. Improving the performance and emissions of a four-stroke, water-cooled, di diesel engine by increasing inlet air temperature. Journal of Al-Azhar University Engineering Sector،Vol. 17, no. 62, pp.257-274.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1393671
Modern Language Association (MLA)
Abd al-Al, Muhsin Muhammad…[et al.]. Improving the performance and emissions of a four-stroke, water-cooled, di diesel engine by increasing inlet air temperature. Journal of Al-Azhar University Engineering Sector Vol. 17, no. 62 (Jan. 2022), pp.257-274.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1393671
American Medical Association (AMA)
Abd al-Al, Muhsin Muhammad& Rabi, Basim Abd Allah& Kamil, Muhammad Ahmad. Improving the performance and emissions of a four-stroke, water-cooled, di diesel engine by increasing inlet air temperature. Journal of Al-Azhar University Engineering Sector. 2022. Vol. 17, no. 62, pp.257-274.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1393671
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes bibliographical references: p. 272-274
Record ID
BIM-1393671