KCI등재
SCIE
SCOPUS
Influence of engine operating conditions on effect of ethanol combined with biodiesel in ternary blends on combustion behavior in a compression ignition engine
저자
Manida Tongroon (Kasetsart University) ; Yanuandri Putrasari (National Research and Innovation Agency) ; Sakda Thongchai (Kasetsart University)
발행기관
학술지명
JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY(Journal of Mechanical Science and Technology)
권호사항
발행연도
2023
작성언어
English
주제어
등재정보
KCI등재,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
395-409(15쪽)
DOI식별코드
제공처
The effect was investigated of ethanol together with biodiesel in tri-blend fuels on the combustion characteristics of a compression ignition engine. In addition, the sole influences of ethanol and biodiesel were clarified and the operating conditions (engine speed and load) were evaluated for their contributions to the effects of ethanol and biodiesel. Because this research aimed to bridge the gap between research and implementation, the biodiesel concentration in commercial fuel currently available was the first criterion for the blend ratio. Therefore, amounts of 3, 7, or 10 % biodiesel in the biodiesel-diesel blends (B3, B7, and B10) were mixed with ethanol. Phase stability was the second factor used to determine the suitable ethanol concentration in the tri-blend. Additionally, the ratios of each blend were compared regarding the effect of ethanol and biodiesel alone, as well as their combination. Finally, four different ratios of ethanol and biodiesel—B7, 5 % ethanol in B3 (B3E5) and in B7 (B7E5), and 10 % ethanol in B10 (B10E10)—were investigated in a four-cylinder commercial diesel engine with varying engine speeds and loads.
The results showed that ethanol significantly retarded the start of combustion, while the ignition was noticeably advanced by biodiesel. The high cetane value of biodiesel was the primary factor to accelerate the chemical reaction, while the high heat of vaporization of ethanol was the main contributor to decelerating the physical phenomena during the auto-ignition process.
Therefore, adding biodiesel as the emulsifier in an ethanol-diesel emulsion could compensate for the delayed ignition due to the properties of ethanol. As a result, the combustion levels of B7E5 and B7 were similar at low engine speeds. The ignition delay of B10E10 was the same as for B3E5 but later than for B7. The effects of ethanol and biodiesel were promoted by the operating conditions. An increase in the engine speed intensified the effect of ethanol on the ignition delay.
Even a small amount of ethanol in the blend delayed combustion substantially. Furthermore, the engine speed strengthened the influence of the engine load. For the high load condition, puffing (the micro-explosion resulting from the emulsion blend) seemed to occur and to accelerate the combustion of the ethanol blend. Due to slight changes in the combustion behavior for all operating conditions, B7E5 was considered a highly promising fuel based on this study.
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