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大規模藻類であるStoechospermum margatumからのバイオディーゼルを燃料とする圧縮点火エンジンの燃焼挙動を予測する
Predicting the combustion behaviour of compression ignition engine fuelled with biodiesel from Stoechospermum marginatum, a macro algae.
PMID: 32651794 DOI: 10.1007/s11356-020-10048-z.
抄録
バイオディーゼルは再生可能エネルギー研究の分野で最近開発されたものの一つである。圧縮着火エンジンの燃焼特性を向上させるために、クリーンで再生可能なエネルギー資源を目指して、産業界や学術界は研究を進めてきた。藻類バイオディーゼルは、再生可能エネルギーの最近10年間の主要な研究分野の一つであった。本研究では、海洋性褐藻類であるStoechospermum marginatumのバイオオイルを試験燃料として使用した。この数値研究の目的は、燃料としてStoechospermum marginatumバイオディーゼルを使用した場合の圧縮着火エンジンの燃焼挙動を解析することであった。数値研究は、MATLAB Simulinkソフトウェアを用いて、熱伝達中の動的燃焼時間を組み込んだゼロ次元燃焼モデルを用いて実施された。瞬間的な燃焼時間を考慮したモデルは、新しいアプローチであることがわかった。筒内圧力，圧力上昇率，熱放出率，累積熱放出率などの燃焼特性に関する数値結果を実験データと比較することで検証した．その結果、数値と実験値の偏差は5～6%以内であることがわかった。
Biodiesel is one among the recent developments in the field of renewable energy research. To enhance the combustion characteristics of compression ignition engine, industry and academicians were working towards clean and renewable energy resource. Algal biodiesel was one of the major research arenas in the recent decade of renewable energy. Bio-oil from marine brown macro algae, Stoechospermum marginatum was used as the test fuel in this study. The purpose of this numerical study was to analyse the combustion behaviour of compression ignition engine when fuelled with Stoechospermum marginatum biodiesel as a fuel. The numerical study was performed using the zero-dimensional combustion model by incorporating the dynamic combustion duration during the heat transfer using the MATLAB Simulink software. The developed model which incorporated the instantaneous combustion duration was a novel approach. Validations of the numerical results on combustion features like in-cylinder pressure, rate of pressure rise, rate of heat release, and cumulative heat release were done by comparing it with the experimental data. The deviation between the numerical and experimental values was found to be within 5 to 6%.