Modélisation thermodynamique de combustion mono-zone de biodiesels dans un moteur diesel et estimation théorique des émissions potentielles 

  • Post by:
  • 14 février 2021
  • Comments off

Dabilgou et al. pdf

http://dx.doi.org/10.46411/jpsoaphys.2020.01.10

Section  de la parution:  Information de publication

 

J. P. Soaphys, Vol 2, N°1 (2020) C20A10; 14 Fevrier 2021

Pages :  C20A10-1  à C20A10-10

DOI du journal   : https://doi.org/10.46411/jpsoaphys.journal
DOI du Numéro : https://doi.org/10.46411/jpsoaphys.journal.v2.1a
DOI de l’article  : http://dx.doi.org/10.46411/jpsoaphys.2020.01.10
Print ISSN: 2630-0958
Historique de la version : actuelle
 
Copyright & Usage: 
Copyright © 2009,

Information sur les auteurs

Dabilgou Téré*

Sanogo Oumar,
Zongo S. Augustin,
Daho Tizane,
Zeghmati Belkacem,
Chesneau Xavier,
Koulidiati Jean

Béré Antoine

Affiliation

1 Laboratoire de Physique et de Chimie de l’Environnement, Université Joseph KI-ZERBO, Ouagadougou, Burkina Faso

2Laboratoire de Mathématiques et Physiques, Université de Perpignan Via Domitia, Perpignan, France

3 Centre de Recherche National de la Recherche Scientifique et technologique, Institut de Recherche en Sciences Appliquées et Technologies, Ouagadougou, Burkina Faso

*To whom correspondances should be addressed. E-mail: fabricebado726@gmail.com

Résumé

Dans le présent travail, un modèle thermodynamique de combustion à zone unique pour le carburant diesel et le biodiesel a été mis en oeuvre pour prédire la pression du cylindre afin de mieux comprendre la combustion caractéristique des différents carburants testés dans un moteur diesel etd’analyser les performances caractéristiques d’un même moteur fonctionnant avec différents types de carburants. Il s’est agi également d’évaluer les émissions potentielles de ces carburants lors de leurs combustions dans le
moteur diesel. L’évaluation du modèle est faite en fonction de la complexité temporelle, de la complexité spatiale et de la précision de la prédiction à l’aide du programme informatique développé sous MATLAB. Les résultats du présent modèle montrent que les évolutions de la pression du cylindre ainsi que la température du cylindre ont été reproduites avec une bonne précision. En outre, la comparaison entre les paramètres de performance simulés et expérimentaux du moteur a montré une bonne concordance. Les resultatas montrent également des réductions des émissions polluantes avec l’utilisation des carburants alternatifs comparés au diesel.

Mots clés : mono-zone, biodiesel, engine, pressure, emissions, thermophysics

Adham, Adam, et El Mostafa Mabsate. 2017. « comparison and optimization of combustion performance and emissions of a single-cylinder diesel engine fueled with soy biodiesel-diesel blends ». ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences 12 (22).
 
Al-Mashhadani, Husam, et Sandun Fernando. 2017. « Properties, performance, and applications of biofuel blends: a review ». AIMS Energy, 5 (4): 735‑67. https://doi.org/10.3934/energy.2017.4.735.
https://doi.org/10.3934/energy.2017.4.735
 
Awad, Sary, Edwin Geo Varuvel, Khaled Loubar, et Mohand Tazerout. 2013. « Single zone combustion modeling of biodiesel from wastes in diesel engine ». Fuel 106: 558‑68. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2012.11.051.
https://doi.org/10.1016/j.fuel.2012.11.051
 
Basbous, Tamman, Rafic Younes, Adrian Ilinca, et Jean Perron. 2012. « A new hybrid pneumatic combustion engine to improve fuel consumption of wind-Diesel power system for non-interconnected areas ». Applied Energy 96 (août): 459‑76. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2012.03.005.
https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2012.03.005
 
Basha, Syed Ameer, K. Raja Gopal, et S. Jebaraj. 2009. « A review on biodiesel production, combustion, emissions and performance ». Renewable and Sustainable Energy Reviews 13: 1628‑34. https://doi.org/10.1016/j.rser.2008.09.031.
https://doi.org/10.1016/j.rser.2008.09.031
 
Bellettre, J., C. Garnier, M. Tazerout, R. Haller, et B. Hamery. 2005. « Réduction d’un modèle de combustion et de transferts de chaleur dans un moteur diesel à injection directe ». Congrès Français de Thermique, SFT 2005, Reims, juin.
 
Bencherif, Mohamed. 2014. « Contribution à l’étude des interactions combustion turbulence dans les moteurs à combustion interne ». Université des Sciences et de la Technologie d’Oran ″Mohamed Boudiaf ″.
 
Caton, Jerald A. 2012. « The thermodynamic characteristics of high efficiency, internal-combustion engines ». Energy Conversion and Management 58: 84‑93. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2012.01.005.
https://doi.org/10.1016/j.enconman.2012.01.005
 
Farrell, Stephanie, et Eduardo Cavanagh. 2014. « Biodiesel production, characterization,and performance: A hands-on projectfor first-year students ». Education for Chemical Engineers 9: e21‑31. https://doi.org/10.1016/j.ece.2014.02.001.
https://doi.org/10.1016/j.ece.2014.02.001
 
Feng, H, C Zhang, M Wang, D Liu, X Yang, et L Chia-fon. 2014. « Availability analysis ofn-heptane/iso-octane blends duringlow-temperature engine combustion using a single-zonecombustion model ». Energy Conversion and Management, 84: 613‑22. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2014.04.061.
https://doi.org/10.1016/j.enconman.2014.04.061
 
Hairuddin, A. Aziz, Talal Yusaf, et Andrew P. Wandel. 2016. « Single-zone zero-dimensional model study for diesel-fuelled homogeneous charge compression ignition (HCCI) engines using Cantera », septembre 2016, International Journal of Automotive and Mechanical Engineering (IJAME) édition.
 
Hareesh, K., N. Rohith Teja, et B. Konda Reddy. 2014. « Computer simulation of compression ignition engine through MATLAB ». International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology (IJRASET), octobre.
 
Higelin, Pascal. s. d. « Huiles végétales-Biocombustible Diesel Incidence des aspects thermiques liés au type de moteur sur la combustion ».
 
Hoekman, S. Kent, Amber Broch, Curtis Robbins, Eric Ceniceros, et Mani Natarajan. 2012. « Review of biodiesel composition, properties, and specifications ». Renewable and Sustainable Energy Reviews 16: 143‑69. https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.07.143.
https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.07.143
 
Huang, J., et al. 2009. « Experimental investigation on the performance and emissions of a diesel engine fuelled with ethanol-diesel blends, Applied Thermal ». Engineering 29: 2484-2490. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2008.12.016.
https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2008.12.016
 
Issariyakul, Titipong, et Ajay K. Dalai. 2014. « Biodiesel from vegetable oils ». RenewableandSustainableEnergyReviews 31: 446‑71. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.11.001.
https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.11.001
 
Kaprielian, Leslie. 2015. « Modélisation 0D pour la combustion dans les moteurs à allumage commandé : développements en proche paroi et dans le front de flamme ». ,Thèse doctorat Paris Tech.
 
Kawashima, A, K Matsubara, et K Honda. 2009. « Acceleration of catalytic activity of calcium oxide for biodiesel production ». Bioresour Technol, 100: 696‑700. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2008.06.049.
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2008.06.049
 
Khiari, K. 2016. « Contribution à l’étude des propriétés thermo-physiques des biocarburants de seconde génération et leur influence sur le comportement des moteurs ». France: Ecole des Mines de Nantes.
 
Klein, Marcus, et Lars Eriksson. s. d. « A Specific Heat Ratio Model for Single-Zone Heat Release Models ».
 
Knothe, Gerhard, et Luis F. Razon. 2017. « Biodiesel fuels ». Progress in Energy and Combustion Science 58: 36‑59. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2016.08.001.
https://doi.org/10.1016/j.pecs.2016.08.001
 
Komninos, N.P., et C.D. Rakopoulos. 2012. « Modeling HCCI combustion of biofuels: A review ». Renewable and Sustainable Energy Reviews, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16: 1588‑1610. https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.11.026.
https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.11.026
 
Kumar, Niraj, Varun, et Sant Ram Chauhan. 2013. « Performance and emission characteristics of biodiesel from different origins: A review ». RenewableandSustainableEnergyReviews 21: 633‑58. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.01.006.
https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.01.006
 
Labreche, Amine. 2016. « Potentiel de la combustion partiellement prémélangée pour les moteurs essence ».
 
MA, Guanqin. 2013. « Modélisation 1D de la combustion Diesel application à un moteur automobile ».
 
Madiwale, S., et V. Bhojwani. 2015. « An Overview on Production, Properties, Performance and Emission Analysis of blends of Biodiesel ». Procedia Technology 25: 963‑73. https://doi.org/10.1016/j.protcy.2016.08.189.
https://doi.org/10.1016/j.protcy.2016.08.189
 
Mahmudul, H.M., F.Y. Hagos, R. Mamat, A. Abdul Adama, W.F.W. Ishak, et R. Alenezi. 2017. « Production, characterization and performance of biodiesel as an alternative fuel in diesel engines – A review ». Renewable and Sustainable Energy Reviews 72 (janvier): 497‑509. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.01.001.
https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.01.001
 
Mohammed, Salah E., Baharom M. B., A. Rashid A. Aziz, et Ezrann Z. Zainal A. 2019. « Modelling of Combustion Characteristics of a Single Curved-Cylinder Spark-Ignition Crank-Rocker Engine ». Energies, août. https://doi.org/10.3390/en12173313.
https://doi.org/10.3390/en12173313
 
Pirotais, Frédéric. 2004. « Contribution à la modélisation du flux thermique disponible pour le chauffage d’un habitacle d’automobile après un démarrage à froid ». In Contribution à la modélisation du flux thermique disponible pour le chauffage d’un habitacle d’automobile après un démarrage à froid. Nantes.
 
Rida, Ali, Hassan Moussa Nahim, Rafic Younes, Hassan Shraim, et Mustapha Ouladsine. 2016. « Modeling and simulation of the thermodynamic cycle of the Diesel Engine using Neural Networks ». ELSEVIER, 2016.
https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2016.07.037
 
Sekhar, Gunnam, Mr. M.CH. Rama Rao, et D.Vijaya Prasad. 2017. « One zone thermodynamic model simulation of an ignition compression engine ». AIJREAS, août 2017.
 
Shahangian, N., M. Keshavarz, et S.A. Jazayeri. 2009. « Performance and Combustion Characteristics Analysis of HCCI Engine Operation with Diesel Like Fuels ». Oil & Gas Science and Technology 64 (4): 521‑32. https://doi.org/10.2516/ogst/2009001.
https://doi.org/10.2516/ogst/2009001
 
Sindhu, Ravichettu, G. Amba Prasad Rao, et K. Madhu Murthy. 2015. « Thermodynamic Modeling of Single Cylinder Direct Injection Compression Ignition Engine in Simulink ». Applied Mechanics and Materials 813‑814 (juillet): 866‑73. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.813-814.866.
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.813-814.866
 
Soyhan, H.S., H. Yasar, H. Walmsley, B. Head, G.T. Kalghatgi, et C. Sorusbay. 2009. « Evaluation of heat transfer correlations for HCCI engine modeling ». Applied Thermal Engineering, Applied Thermal Engineering, 29: 541‑49. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2008.03.014.
https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2008.03.014
 
Suresh, M., C.P. Jawahar, et Arun Richard. 2018. « A review on biodiesel production, combustion, performance, and emission characteristics of non-edible oils in variable compression ratio diesel engine using biodiesel and its blends ». Renewable and Sustainable Energy Reviews 92 (avril): 38‑49. https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.04.048.
https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.04.048
 
Tamilselvan, P., N. Nallusamy, et S. Rajkumar. 2017. « A comprehensive review on performance, combustion and emission characteristics of biodiesel fuelled diesel engines ». Renewable and Sustainable Energy Reviews 79 (mai): 1134‑59. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.176.
https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.176
 
TARABET, Lyes. 2012. Thèse, Université de Nantes.
 
Vaitilingom, Gilles. 1992. « Huiles végétales-biocombustible Diesel Influence de la nature des huiles et en particulier de leur composition en acides gras sur la qualité-carburant ».
 
Vervisch Kljakic, Pauline. 2012. Modélisation des oxydes d’azote et des suies dans les moteurs Diesel. IFP Energies Nouvelles, Division Techniques d’Applications énergétiques EM2C, Centrale Paris.
 
Wakil, M.A., M.A. Kalam, H. H. Masjuki, A.E. Atabani, et I.M. Rizwanul Fattah. 2015. « Influence of biodiesel blending on physicochemical properties and importance of mathematical model for predicting the properties of biodiesel blend ». Energy Conversion and Management 94: 51‑67. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2015.01.043.
https://doi.org/10.1016/j.enconman.2015.01.043
 
Yasar, H., H.S. Soyhan, H. Walmsley, B. Head, et C. Sorusbay. 2007. « Double-Wiebe function: An approach for single-zone HCCI engine modeling », octobre, 1284‑90. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2007.10.014.
https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2007.10.014
 
Yıldız, Melih, et Bilge Albayrak çeper. 2017. « Zero-dimensional single zone engine modeling of an SI engine fuelled with methane and methane-hydrogen blend using single and double Wiebe Function: A comparative study », 3 juillet 2017.
https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.07.016
 
Zaharina, M.S.M., N.R. Abdullah, G. Najafi, H. Sharudin, et T. Yusaf. 2017. « Effects of physicochemical properties of biodiesel fuel blends with alcohol on diesel engine performance and exhaust emissions: A review ». Renewable and Sustainable Energy Reviews 79: 475‑93. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.035.
https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.035
 
Zongo, S.A. 2015. « Étude des processus physiques et chimiques mis en jeu lors de la combustion des huiles végétales pures dans les moteurs diesel : mécanismes de décomposition et de polymérisation. » BURKINA FASO: Université de Ouagadougou.

article elements

images

Categories: