1. Introduction
It is a common understanding that energy crisis is one of the biggest challenges in the 21st century. Due to the pressure from both the shortage of oil resources and the soaring oil price, seeking alternative fuel for IC engine has been increasingly concerned by countries all over the world [1,2]. Currently, alternative fuel is one of the most important ways to alleviate the energy crisis [3,4]. Methanol is a well accepted superior alternative fuel for IC engine, because of its numerous advantages listed as follows: (1) Methanol is a renewable energy resource since it can be produced froma great numberof materials,such asnaturalgas, coal andbiological [5]; (2) As its octane number is higher than gasoline [6], methanol is more suitable for the turbocharged engine or the IC engine with a high compression ratio; (3) On the condition of equivalent fuel heating value, the price of methanol is much lower
thanthatofgasoline.Asaresult,methanolfuelbringssignificantto car owners, and has become a hot research topic for IC engine alternative fuel [7–9]. It is universally known that the vaporization latent heat of methanol fuel is very large, which influences the IC engine performances in the following two aspects. On one hand, the resulting mixture cooling leads to lower heating losses and reduced knocking tendency, both of which can enhance the IC engine thermal efficiency. On the other hand, when the methanol is directly injected into the intake port and used as the IC engine fuel, a series of problems will rise, e.g., poor gasification performance and bad low-temperature startup performance. In order to solve these problems, methanol is mainly used as a blended fuel on IC engine by mixing it with gasoline or diesel [10–14]. Wei et al. studied the effects of methanol/gasoline blends on a spark ignition (SI) engine performance and emissions [10]; Huang et al. investigated the performance and emissions of a direct injection (DI) diesel engine operating on diesel/methanol blends [11]. At the same time, exhaust heat recovery is a useful method to improve the fuel efficiency of IC engine [15,16], and consequently to cope with energy crisis. From the analysis of IC engine thermal
balance [17,18], one can know that more than 30% of fuel energy is taken away by exhaust gas and wasted in the environment. To recover this wasted energy becomes an important breakthrough to promote the fuel efficiency of IC engine. So far, many scientists and engineers have proposed a variety of concepts and solutions for IC engine exhaust heat recovery. In those researches, exhaust gas energy is utilized to heat the bottom cycle’s working medium, and part of the exhaust gas energy is recovered through working medium expansion in turbine while the remaining is wasted in condenser. In addition, in these methods of exhaust heat recovery, the recovered exhaustgas energy cannot be directly usedfor IC engine.Inordertosolvetheseproblemsandachievethegoalofdirect usage of methanol on IC engine with preferable performances, the approachofexhaustheatdissociatingmethanolfuelisinvestigated in this paper, which is also based on the principle of IC engine exhaust heat recovery. Existing research on exhaust heat dissociating methanol focused on the combustion performances and emission performances of methanol dissociation gas [19–21]. Different from these research works, our paper mainly focuses on the performance improvement of dissociated methanol engine (including turbocharged dissociated methanol engine) and the energy saving potential of bottom cycle. In other words, this paper considers the conversion efficiency of recoveredexhaust gas energy by dissociating methanol and the effects of methanol dissociation gas on IC engine performances. Finally, the energy saving potentials and application prospect of this approach can be revealed through comparing with gasoline engine.
1. บทนำทั่วไปที่เข้าใจว่าวิกฤติพลังงานเป็นหนึ่งในความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดในศตวรรษที่ 21 ได้ เนื่องจากแรงกดดันจากปัญหาการขาดแคลนทรัพยากรน้ำมันและราคาน้ำมันทะยาน แสวงหาเชื้อเพลิงทางเลือกสำหรับโปรแกรม IC มีการขึ้นห่วง โดยประเทศทั่วโลก [1, 2] ปัจจุบัน เชื้อเพลิงทดแทนเป็นหนึ่งในวิธีสำคัญที่สุดเพื่อบรรเทาวิกฤตการณ์พลังงาน [3, 4] เมทานอลเป็นเชื้อเพลิงสำรองห้องยอมรับกันสำหรับโปรแกรม IC เพราะเป็นประโยชน์มากมายที่แสดง: เมทานอล (1) เป็นทรัพยากรพลังงานทดแทนเนื่องจากสามารถผลิต froma ดี numberof วัสดุ เช่น asnaturalgas ถ่านหิน andbiological [5]; (2) เป็นหมายเลขของ octane สูงกว่าเบนซิน [6], เมทานอลจะเหมาะสำหรับเครื่องยนต์ turbocharged หรือโปรแกรม IC มีอัตราส่วนอัดสูง (3) กับน้ำมันเท่ากับค่าความร้อน ราคาเมทานอลจะต่ำมากthanthatofgasoline Asaresult, methanolfuelbringssignificantto เจ้าของรถ และได้กลายเป็นหัวข้อวิจัยร้อนสำหรับ IC เครื่องยนต์ทางเลือกเชื้อเพลิง [7-9] จึงเกลียดชังเรียกว่าความร้อน latent กลายเป็นไอของเมทานอลน้ำมันขนาดใหญ่ ที่ influences IC โปรแกรมแสดงในสองด้านต่อไปนี้ บนมือหนึ่ง ส่วนผสมเกิดความร้อนนำไปสู่ลดการสูญเสียความร้อน และลดลงเคาะแนวโน้ม ซึ่งทั้งสองสามารถเพิ่ม efficiency ความร้อนของเครื่องยนต์ IC บนมืออื่น ๆ เมื่อเมทานอลถูกฉีดเข้าไปในพอร์ตบริโภคโดยตรง และใช้เป็นเชื้อเพลิงเครื่องยนต์ IC ชุดของปัญหาจะเพิ่มขึ้น เช่น ประสิทธิภาพ gasification ดีและไม่ดีอุณหภูมิต่ำประสิทธิภาพการ เพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้ เมทานอลส่วนใหญ่ใช้เป็นเชื้อเพลิงผสมในเครื่อง IC โดยผสมกับน้ำมันเบนซินหรือดีเซล [10-14] การ Al. Wei และศึกษาผลของการผสมเมทานอล/เบนซินมีหัวเทียนจุดระเบิด (ซี) ยนต์และปล่อย [10]; หวง et al. ตรวจสอบประสิทธิภาพการทำงานและไอเสียของเครื่องยนต์ดีเซลฉีดตรง (DI) ทำงานบนผสมดีเซล/เมทานอล [11] ในเวลาเดียวกัน กู้คืนความร้อนไอเสียเป็นวิธีที่มีประโยชน์เพื่อปรับปรุง efficiency เชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ IC [15,16], และดังนั้นเพื่อรับมือกับวิกฤตพลังงาน จากการวิเคราะห์ของ IC เครื่องยนต์ความร้อนยอด [17,18], หนึ่งสามารถรู้ว่า กว่า 30% ของพลังงานเชื้อเพลิงนำมาเก็บ โดยก๊าซไอเสีย และสิ้นเปลืองในสภาพแวดล้อมได้ การกู้คืนนี้เสียแรงงาน ความก้าวหน้าเป็นสำคัญเพื่อส่งเสริม efficiency เชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ IC เพื่อห่างไกล นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรจำนวนมากได้เสนอแนวคิดที่หลากหลาย และโซลูชั่นสำหรับ IC โปรแกรมกู้คืนความร้อนที่ท่อไอเสีย ในงานวิจัยเหล่านั้น ใช้ประโยชน์พลังงานแก๊สไอเสียร้อนปานกลางทำงานของวงจรด้านล่าง และควบคุมการทำงานขยายตัวปานกลางในกังหันในขณะเหลือจะสูญเสียในเครื่องควบแน่นของพลังงานก๊าซไอเสีย นอกจากนี้ ในวิธีการกู้คืนความร้อนไอเสีย พลังงาน exhaustgas กู้ไม่ได้โดยตรงเครื่องยนต์ usedfor IC การใช้ Inordertosolvetheseproblemsandachievethegoalofdirect ของเมทานอลบนโปรแกรม IC มีประสิทธิภาพกว่า approachofexhaustheatdissociatingmethanolfuelisinvestigated ในกระดาษนี้ ซึ่งยังยึดหลักการของการกู้คืนความร้อนของไอเสียเครื่องยนต์ IC งานวิจัยที่มีอยู่ความร้อนไอเสีย dissociating เมทานอลเน้นประสิทธิภาพการเผาไหม้และแสดงมลพิษของก๊าซ dissociation เมทานอล [19-21] แตกต่างจากงานวิจัยเหล่านี้ กระดาษของเราส่วนใหญ่เน้นการพัฒนาประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องยนต์ถูกเมทานอล (รวมถึงเครื่องยนต์ turbocharged ถูกเม) และพลังงานศักยภาพของวงจรด้านล่าง ในคำอื่น ๆ กระดาษนี้พิจารณา efficiency แปลงพลังงานก๊าซ recoveredexhaust โดย dissociating เมทานอลและผลกระทบของเมทานอลก๊าซ dissociation บน IC โปรแกรมแสดง สุดท้าย การพลังงานศักยภาพและโอกาสการประยุกต์ของวิธีการนี้สามารถถูกเปิดเผย โดยเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์เบนซิน
การแปล กรุณารอสักครู่..

1. บทนำ
มันเป็นความเข้าใจร่วมกันว่าวิกฤตพลังงานเป็นหนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในศตวรรษที่ 21 เนื่องจากแรงกดดันจากทั้งปัญหาการขาดแคลนทรัพยากรน้ำมันและราคาน้ำมันที่พุ่งสูงขึ้น, การแสวงหาพลังงานทางเลือกสำหรับเครื่องยนต์ IC ได้รับความกังวลมากขึ้นโดยประเทศทั่วโลก [1,2] ปัจจุบันพลังงานทางเลือกเป็นหนึ่งในวิธีที่สำคัญที่สุดในการบรรเทาวิกฤตพลังงาน [3,4] เมทานอลเป็นเชื้อเพลิงทางเลือกที่เหนือกว่าได้รับการยอมรับเป็นอย่างดีสำหรับเครื่องยนต์ IC, เพราะข้อดีมากมายที่ระบุไว้ดังต่อไปนี้ (1) เมทานอลเป็นแหล่งพลังงานทดแทนเพราะมันสามารถผลิตวัสดุที่ดี froma จํานวน, asnaturalgas ดังกล่าว andbiological ถ่านหิน [5]; (2) เป็นค่าออกเทนสูงกว่าน้ำมันเบนซิน [6], เมทานอลจะเหมาะสำหรับเครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จหรือเครื่องยนต์ IC ที่มีอัตราส่วนการอัดสูง (3) เมื่อวันที่สภาพของค่าน้ำมันเชื้อเพลิงเทียบเท่าร้อนที่ราคาของเมทานอลเป็นที่ต่ำกว่ามาก
thanthatofgasoline.Asaresult, methanolfuelbringssigni สายเจ้าของรถ cantto และได้กลายเป็นหัวข้อวิจัยร้อนสำหรับ IC เครื่องยนต์เชื้อเพลิงทางเลือก [7-9] มันเป็นที่รู้จักในระดับสากลที่กลายเป็นไอความร้อนแฝงของน้ำมันเชื้อเพลิงเมทานอลที่มีขนาดใหญ่มากซึ่งในชั้น uences การแสดงเครื่องมือ IC ในสองประเด็นต่อไป บนมือข้างหนึ่งระบายความร้อนผสมทำให้นำไปสู่การลดการสูญเสียความร้อนและลดลงเคาะแนวโน้มซึ่งทั้งสองสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อนของเครื่องยนต์ IC ประสิทธิภาพในสาย EF ในทางกลับกันเมื่อเมทานอลจะถูกฉีดโดยตรงในพอร์ตการบริโภคและใช้เป็นเชื้อเพลิงเครื่องยนต์ IC, ชุดของปัญหาจะเพิ่มขึ้นเช่น gasi ยากจนประสิทธิภาพไอออนบวก fi และประสิทธิภาพการทำงานที่เริ่มต้นที่อุณหภูมิต่ำที่ไม่ดี เพื่อที่จะแก้ปัญหาเหล่านี้เมทานอลส่วนใหญ่จะใช้เป็นเชื้อเพลิงผสมกับเครื่องมือ IC โดยผสมกับน้ำมันเบนซินหรือดีเซล [10-14] Wei et al, การศึกษาผลกระทบของการผสมเมทานอล / น้ำมันเบนซินในการจุดระเบิดจุดประกาย (SI) สมรรถนะของเครื่องยนต์และการปล่อยมลพิษ [10]; Huang et al, การตรวจสอบประสิทธิภาพการทำงานและการปล่อยฉีดตรง (DI) การดำเนินงานในเครื่องยนต์ดีเซลผสมดีเซล / เมทานอล [11] ในเวลาเดียวกัน, การกู้คืนความร้อนไอเสียเป็นวิธีที่มีประโยชน์ในการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ไฟ IC [15,16] และผลที่จะรับมือกับวิกฤตพลังงาน จากการวิเคราะห์ของ IC เครื่องยนต์ระบายความร้อน
สมดุล [17,18] หนึ่งสามารถรู้ว่ากว่า 30% ของพลังงานเชื้อเพลิงจะถูกนำออกจากก๊าซไอเสียและเสียในสภาพแวดล้อม การกู้คืนพลังงานที่สูญเสียนี้จะกลายเป็นความก้าวหน้าที่สำคัญในการส่งเสริมประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ไฟ IC เพื่อให้ห่างไกลนักวิทยาศาสตร์หลายคนและวิศวกรได้เสนอความหลากหลายของแนวความคิดและการแก้ปัญหาสำหรับ IC ไอเสียเครื่องยนต์กู้คืนความร้อน ในงานวิจัยเหล่านั้นพลังงานก๊าซไอเสียถูกนำมาใช้เพื่อให้ความร้อนขนาดกลางที่ทำงานรอบด้านล่างและส่วนหนึ่งของพลังงานก๊าซไอเสียมีการกู้คืนผ่านการทำงานขยายตัวปานกลางในกังหันขณะที่เหลือจะสูญเสียในคอนเดนเซอร์ นอกจากนี้ในวิธีการเหล่านี้ของการกู้คืนความร้อนไอเสียกู้คืนพลังงาน exhaustgas ไม่สามารถใช้งานได้โดยตรง usedfor IC engine.Inordertosolvetheseproblemsandachievethegoalofdirect เมทานอลในเครื่องมือ IC กับการแสดงที่ดีกว่า approachofexhaustheatdissociatingmethanolfuelisinvestigated ในบทความนี้ซึ่งยังขึ้นอยู่กับหลักการของ IC เครื่องยนต์ไอเสีย กู้คืนความร้อน วิจัยที่มีอยู่ในความร้อนไอเสียเมทานอล dissociating มุ่งเน้นไปที่การแสดงการเผาไหม้และการแสดงการปล่อยก๊าซแยกออกจากกันเมทานอล [19-21] ที่แตกต่างจากผลงานวิจัยเหล่านี้กระดาษของเราส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องยนต์พ้นจากเมทานอล (รวมถึงการแยกตัวเครื่องยนต์เทอร์โบเมทานอล) และศักยภาพในการประหยัดพลังงานของวงจรด้านล่าง ในคำอื่น ๆ บทความนี้จะพิจารณาประสิทธิภาพการแปลงไฟพลังงานก๊าซ recoveredexhaust โดย dissociating เมทานอลและผลกระทบของการแยกตัวออกก๊าซเมทานอลในการแสดง IC เครื่องยนต์ สุดท้ายศักยภาพการประหยัดพลังงานและการคาดหมายการประยุกต์ใช้วิธีการนี้สามารถนำมาเปิดเผยผ่านเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์เบนซิน
การแปล กรุณารอสักครู่..

1 . บทนำ
มีความเข้าใจร่วมกันว่า วิกฤติพลังงานเป็นหนึ่งในความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดในศตวรรษที่ 21 เนื่องจากแรงกดดันจากทั้งการขาดแคลนทรัพยากรน้ำมัน และราคาน้ำมันที่ทะยาน การหาเชื้อเพลิงทางเลือกสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ได้รับความกังวลมากขึ้น โดยประเทศทั่วโลก [ 1 , 2 ] ในปัจจุบันเชื้อเพลิงทางเลือก เป็นหนึ่งในวิธีที่สำคัญที่สุดเพื่อบรรเทาวิกฤตพลังงาน [ 3 , 4 ] เมทานอลเป็นเชื้อเพลิงทางเลือกสำหรับ IC ยอมรับได้ดีกว่าเครื่องยนต์เพราะมีข้อดีมากมาย ไว้ดังนี้ ( 1 ) เมทานอลเป็นทรัพยากรพลังงานทดแทน เนื่องจากสามารถผลิตได้จากวัสดุ asnaturalgas จำนวนมาก เช่น ถ่านหิน andbiological [ 5 ] ;( 2 ) เป็นเลขที่ออกเทนสูงกว่าเบนซินของ [ 6 ] , เมทานอล เหมาะสำหรับเครื่องยนต์เทอร์โบหรือเครื่อง IC กับอัตราส่วนการอัดสูง ; ( 3 ) บนเงื่อนไขของค่าความร้อนเชื้อเพลิงเทียบเท่า , ราคาเมทานอลเป็น thanthatofgasoline ลด
มาก asaresult methanolfuelbringssigni จึง cantto , เจ้าของรถ และ ได้กลายเป็นหัวข้อร้อนสำหรับ IC ทางเลือกเครื่องยนต์เชื้อเพลิง [ 7 – 9 ]มันเป็นสากลที่รู้จักกันว่า ความร้อนแฝงของการระเหยเมทานอลเชื้อเพลิงมีขนาดใหญ่มาก ซึ่งในfl uences สมรรถนะเครื่องยนต์ไอซีใน 2 ลักษณะ ดังนี้ หนึ่งในมือให้ส่วนผสมเย็นนัก เพื่อลดความสูญเสียความร้อนและลดการเคาะแนวโน้ม ซึ่งทั้งสองสามารถเพิ่มประสิทธิภาพเครื่องยนต์ความร้อน IC EF จึง . บนมืออื่น ๆเมื่อเมทานอลโดยตรงฉีดเข้าไปในไอดี พอร์ต และใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ IC , ชุดของปัญหาจะเพิ่มขึ้น เช่น ยากจน gasi จึงบวกประสิทธิภาพและไม่ดี อุณหภูมิเริ่มต้นงาน เพื่อที่จะแก้ปัญหาเหล่านี้ เมทานอลส่วนใหญ่จะใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบผสมผสาน โดยผสมกับเบนซินหรือดีเซล [ 10 – 14 ] Wei et al .
การแปล กรุณารอสักครู่..
