Een techniek die de verbrandingseigenschappen van benzine vermengd met biobrandstoffen modelleert voor schonere en efficiëntere brandstoffen.

Een benadering van het modelleren van de verbrandingskenmerken van benzine gemengd met biobrandstoffen levert waardevolle inzichten op in de verbranding en het potentieel van deze brandstofcombinatie. Het helpt ook bij de zoektocht van KAUST om brandstoffen te ontwikkelen die minder vervuilend zijn en beter presteren.

Het verbranden van autobrandstoffen, zoals benzine, stoot grote hoeveelheden broeikasgassen uit en levert een belangrijke bijdrage aan de klimaatverandering. Het ontwikkelen van groenere en efficiëntere brandstoffen is een enorme uitdaging voor de transportsector.

Dit leidde ertoe dat Aamir Farooq en Ph.D. student Ahfaz Ahmed van KAUST om samen te werken met het Fuel Technology Team van Saudi Aramco en onderzoekers van de National University of Ireland Galway, bij het ontwikkelen van een innovatieve methode voor het onderzoeken van de verbranding van met bio-ethanol gemengde benzines.

"Terwijl we op weg zijn naar nieuwe motortechnologieën, brandstofkenmerken spelen een zeer belangrijke rol bij het optimaliseren van de motorefficiëntie en het minimaliseren van emissies, ", legt Farooq uit. "Ons doel was om een ​​model te produceren voor het simuleren van brandstof-motorinteracties voor brandstoffen die grote fracties bio-ethanol bevatten."

De onderzoekers maakten eerst twee benzines met een hoog octaangehalte gemengd met verschillende hoeveelheden bio-ethanol en observeerden het zelfontbrandingsgedrag van de brandstoffen bij een breed scala aan drukken. temperaturen en lucht-brandstofverhoudingen. Bij hoge temperaturen, het team gebruikte een hogedrukschokbuis om de reactie te observeren. Maar de verbranding duurt langer bij tussenliggende en lage temperaturen, dus gebruikte het team een ​​snelle compressiemachine om de reactiviteit te observeren.

Omdat benzines complexe brandstoffen zijn die honderden verschillende chemische verbindingen bevatten, het team gebruikte ook drie soorten surrogaatbrandstoffen die verschillende referentiecomponenten bevatten, waardoor ze de verbranding van de met bio-ethanol gemengde benzines konden simuleren en hun ontstekingsvertragingstijden konden modelleren.

"De ontstekingsvertragingstijd is een belangrijke eigenschap van een brandstof en heeft een aanzienlijke invloed op het ontwerp en de werking van de motor, ", zegt Ahmed. "Het gebruik van high-fidelity surrogaatbrandstoffen stelde ons in staat om de ontstekingsvertragingstijden voor deze met biobrandstof gemengde benzines te modelleren, en gaf ons diepere inzichten in hoe het biobrandstofgehalte het verbrandingsgedrag verandert in vergelijking met gewone benzine."

Ondanks de verschillende evolutiesnelheid van chemische soorten tijdens verbranding, de onderzoekers ontdekten dat bij hoge temperaturen de gemengde brandstoffen vergelijkbare zelfontbrandingskenmerken vertoonden, maar bij tussenliggende temperaturen, de brandstof met een hoger octaangetal en een hoger ethanolgehalte vertoonde langere ontstekingsvertragingen.

"We zijn van plan om de ontstekingskenmerken van nog twee biobrandstoffen - methanol en dimethylether - te onderzoeken nadat ze zijn gemengd met gewone benzine en diesel. ', zegt Farooq.