Energy, exergy, and emission analysis of modified compression ignition engine working on triple fuel mode

• Vardhan, Ajay ^[1] ; Chandra Tiwari , Aseem ^[2] ; Ahirwar , Rekha ^[3]
  1. [1] Department of Mechanical Engineering, UIT RGPV University, Bhopal, India
  2. [2] Head of the Department of Mechanical Engineering, UIT RGPV University, Bhopal, India
  3. [3] Department of Computer Science and Engineering, SRGPC Sagar, M.P. India

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• Localización: CT&F - Ciencia, tecnología y futuro, ISSN-e 0122-5383, Vol. 13, Nº. Extra 2 (Accepted Manuscripts), 2023, págs. 15-28
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Análisis de energía, exergía y emisiones de un motor de encendido por compresión modificado que funciona en modo de combustible triple
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• Resumen
  • español

    En los últimos años, la demanda de energía ha aumentado progresivamente en todo el mundo. Se han realizado numerosos estudios exhaustivos para reducir la tasa de emisiones de diversos combustibles alternativos. Sin embargo, en la situación actual, se están llevando a cabo numerosas investigaciones para disminuir los efectos nocivos del de las emisiones de gases procedentes de la utilización de combustibles como, el diésel, el gas licuado de petróleo (GLP) y la gasolina. A partir de ello, se propone un novedoso sistema de combustible triple (es decir, gasolina, gasóleo y GLP) basado en tres análisis diferentes; energía, exergía y emisiones para diferentes condiciones de carga (kg). Las  validaciones de cada método se realizan con motores diésel monocilíndricos de cuatro tiempos en condiciones optimizadas. Además, los análisis se realizan a una velocidad constante de 1.500 rpm con seis cargas diferentes (kg) del motor de aproximadamente (2,5, 5, 7,5, 10, 12,5 y 13,50 kg). Se determinan varios factores medibles, como la tasa de emisión, la tasa de transferencia de calor y la presión del cilindro, para estimar la condición de estado estacionario. Por último, se realizan y comparan varios parámetros, como la eficiencia térmica de frenado, el consumo específico de combustible y el análisis de los gases de escape, con los modos de combustible único, combustible doble y combustible triple propuestos para determinar la eficiencia del sistema.

  • English

    For the past few years, the energy demand has been raised progressively all over the world. Numerous extensive studies have been conducted to reduce the rate of emission in diverse alternative fuels. However,  currently numerous investigations have been undertaken to diminish the harmful impact of the exhaustion of gas emissions from the utilization of diesel, Liquefied Petroleum Gas (LPG), and gasoline fuels. Hence, a novel triple fuel system (i.e. petrol, diesel, and LPG) is proposed based on three different analyses, namely energy, exergy, and emission at diverse load (kg) conditions. Nonetheless, the validations of each method are performed by single-cylinder four-stroke diesel engines at optimized conditions. Moreover, the analyses are performed at a constant speed rate of 1500rpm, with six diverse engine loads (kg) of about (2.5, 5, 7.5, 10, 12.5, and 13.50 kg). Various measurable factors such as emission rate, heat transfer rate, and cylinder pressure are determined to estimate the steady state condition. Finally, various parameters such as brake thermal efficiency, specific fuel consumption, and exhaust gas analysis are performed and compared with single fuel, dual fuel, and the proposed triple fuel modes to determine the efficiency of the system.