Исследование биодизельного топлива с добавками пальмового масла и перекиси водорода

Пальмовое масло по теплоте сгорания, стехиометрическому соотношению, цетановому числу наиболее близко к традиционному дизельному топливу. Однако повышенные кинематическая вязкость, температура застывания затрудняют его применение в чистом виде в дизельных двигателях. (Цель исследования) Изучить особенности горения: дизельного топлива с различными добавками пальмового масла (биодизельного топлива); чистого 100-процентного пальмового масла; биодизельного топлива с различными добавками пальмового масла и перекиси водорода, а также разработать метод управления процессом его горения. (Материалы и методы) Для определения времени задержки воспламенения выбрали методику кинетического моделирования процесса самовоспламенения биодизельного топлива в воздухе. Моделирование процесса самовоспламенения проводили в программном комплексе Chemical Workbench. В расчетах использовали модель адиабатической калориметрической бомбы. Для описания процесса самовоспламенения использовали универсальный кинетический механизм, который был верифицирован для расчета самовоспламенения суррогатов дизельного, биодизельного топлива, образования токсичных веществ и сажи в процессах горения. (Результаты и обсуждение) Показали, что добавки пальмового масла к дизельному топливу увеличивают задержку его самовоспламенения, особенно в области низких и средних температур - 750-950 кельвинов. Определили, что при добавке до 10 процентов пальмового масла время задержки воспламенения биодизельного топлива практически не отличается от показателя дизельного топлива - не более 5 процентов. Повышение добавки пальмового масла до 30 процентов и более заметно увеличивает задержку воспламенения топлива. При использовании в качестве топлива только пальмового масла задержка воспламенения в диапазоне температур 800-950 кельвинов возрастает в 2 раза. Рассчитали для каждого состава биодизельного топлива с различными добавками пальмового масла оптимальное количество перекиси водорода. (Выводы) Показали, как с помощью добавок перекиси водорода можно влиять на реакционную способность биодизельного топлива и тем самым регулировать время задержки его воспламенения.

Study of Biodiesel Fuel with Palm Oil and Hydrogen Peroxide Additives

Palm oil is comparable to traditional diesel fuel in terms of calorifi c value, stoichiometric ratio, and cetane number. However, its increased kinematic viscosity and pour point make it diffi cult to use in pure form in diesel engines. (Research purpose) To study specifi c features of burning: diesel fuel with various additives of palm oil (biodiesel fuel); pure 100-percent palm oil; biodiesel fuel with various additives of palm oil and hydrogen peroxide, as well as to develop a method to control its combustion process. (Materials and methods) To determine the ignition time lag, the authors chose a method of kinetic modeling of self-ignition of biodiesel fuel in the air. The self-ignition process was simulated using the Chemical Workbench software package. An adiabatic calorimetric bomb model was used to perform calculations. To describe the process of self-ignition, a universal kinetic mechanism was used, which was verifi ed to calculate self-ignition of diesel and biodiesel fuel surrogates, as well as the formation of toxic substances and soot in the combustion processes. (Results and discussion) It is shown that adding palm oil to diesel fuel increases its ignition time lag, especially at low and medium temperatures of 750-950 kelvin. It was determined that with addition of 10 percent palm oil, the ignition time lag of biodiesel fuel is almost the same as that of diesel fuel no more than 5 percent. Increasing the amount of palm oil additive up to 30 percent and more signifi cantly increases the ignition time lag of the fuel. When using only palm oil as a fuel, the ignition time lag in the temperature range of 800-950 kelvin increases in two times. The study determined the optimal amount of hydrogen peroxide to be used for each composition of biodiesel fuel with various additives of palm oil. (Conclusions) It is shown that additives of hydrogen peroxide can infl uence the reactivity of biodiesel fuel and thereby regulate its ignition time lag.