NAMA : MUHAMAD IQBAL ARIS SYAH PUTRA NIM : D200220137
KELOMPOK : 21
Judul Artikel Effects of diesel-biodiesel fuel blends doped with zinc oxide nanoparticles on performance and combustion attributes of a diesel engine
Penulis/Author institusi asal
Mohammed El-Adawy Nama Jurnal atau
Konferensi
Alexandria Engineering Journal Tahun terbit artikel 2023
DOI https://doi.org/10.1016/j.aej.2023.08.060
Abstract in English To improve the fuel properties and enhance the overall characteristics of a diesel engine, the current work assesses the performance and combustion attributes of a diesel engine fueled by different blends of diesel, second generation biodiesel, and zinc oxide (ZnO) nanoparticles. The biodiesel was prepared using the transesterification of waste cooking vegetable oil. Zinc oxide nanoparticles were dispersed in diesel and biodiesel fuel blends at one dosage level of 50 ppm using ultrasonication process to prevent their agglomeration in the base liquid. The experiments were performed at different engine speeds (1700, 2000, 2300, 2600, 2900) RPM and full load operating conditions. The experimental results revealed that the addition of ZnO compensated for the poor combustion characteristic of biodiesel and hence promoted diesel engine performance and combustion attributes. The engine torque improved by 6.74, 4.9 and 3.69% while the BSFC reduced by 5.6, 6.44 and 2.5% for B0ZnO, B20ZnO and B40ZnO fuel blends compared to B0, B20 and B40 respectively at 2300 RPM. In addition, the engine heat release rate, ignition delay period and in- cylinder pressure were promoted. ZnO nanoparticles additives could be an effective approach for improving the combustion and performance characteristics in diesel engine applications.
Kata kunci/key words
Diesel engine, Alternative fules, Biodiesel, Fule additives, Nanoparticles, Zinc oxide
Tujuan penelitian (Ketik dalam Bahasa Indonesia)
Penelitian ini bertujuan untuk menguji efek gabungan nanopartikel seng oksida dan biodiesel yang berasal dari limbah minyak nabati pada atribut mesin diesel pada kecepatan mesin yang bervariasi dan kondisi pengoperasian beban penuh. Studi ini menggali potensi nanopartikel ZnO dan campuran biodiesel WCVO. Penggunaan WCVO secara signifikan dapat membantu mengatasi masalah biaya terkait produksi biodiesel dari sumber minyak nabati, mengurangi ancaman terhadap pasokan pangan dan pada akhirnya
mengurangi masalah polusi yang timbul akibat pembuangan limbah minyak. Sedangkan penggunaan ZnO diharapkan dapat mengkompensasi buruknya karakteristik pembakaran biodiesel WCVO dan mengatasi kekurangan biodiesel pada mesin diesel. Oleh karena itu, rasio biodiesel pada campuran solar/biodiesel dapat ditingkatkan tanpa memerlukan modifikasi mesin.
Metode yang digunakan (Ketik dalam Bahasa Indonesia)
Percobaan dilakukan pada mesin diesel 4 tak, DI, silinder tunggal, GUNT HUMVURG CT151. Mesinnya ditenagai oleh dinamometer listrik arus searah Tabung pengukuran digunakan untuk mengukur konsumsi bahan bakar. Dilengkapi dengan sensor tekanan elektronik untuk mengukur tekanan hidrostatis cairan di dalam tabung. Karakteristik tekanan-waktu digunakan untuk menghitung nilai konsumsi bahan bakar yang kemudian ditampilkan pada PC. Aliran udara diukur menggunakan sensor tekanan diferensial elektronik. Sinyal keluaran, yang sebanding dengan tekanan diferensial, diubah menjadi aliran volumetrik dalam liter/menit. Nilai terukur tersedia untuk ditransmisikan ke PC. Jejak tekanan dalam silinder dicatat menggunakan transduser tekanan piezoelektrik versus sudut engkol mesin yang diukur menggunakan encoder poros pada 5 siklus mesin untuk memantau titik pengapian dan peningkatan tekanan. Percobaan dilakukan pada lima tingkat kecepatan yang berbeda (1700, 2000, 2300, 2600, 2900) RPM dan pada kondisi beban penuh konstan. Perangkat lunak GUNT untuk sistem akuisisi data (DAQ) digunakan untuk menghubungkan PC dengan semua sensor mesin.
Temuan penelitian (Ketik dalam Bahasa Indonesia)
Penekanan dari penelitian ini adalah untuk menguji efek gabungan seng oksida dan biodiesel yang diekstraksi dari minyak nabati bekas (WCVO) terhadap kinerja mesin diesel dan atribut pembakaran pada kecepatan mesin yang bervariasi (1700, 2000, 2300, 2600, 2900) RPM dan kondisi pengoperasian beban penuh. Enam campuran bahan bakar, B0, B20, B40, B0ZnO, B20ZnO dan B40ZnO dibuat menggunakan proses ultrasonikasi. Hasil utamanya dapat diringkas sebagai berikut:
Atribut kinerja mesin diesel dipromosikan untuk campuran bahan bakar nano.
Torsi mesin meningkat sebesar 6,74, 4,95 dan 3,69% untuk campuran bahan bakar B0ZnO, B20ZnO dan B40ZnO dibandingkan dengan B0, B20 dan B40 masing-masing pada 2300 RPM. Selain itu, BTE B0ZnO dan B20ZnO mengalami peningkatan masing-masing sebesar 4,34% dan 3,28% dibandingkan B0 dan B20 pada putaran 2600 RPM.
Atribut pembakaran mesin diesel dalam hal
tekanan dalam silinder, laju pelepasan panas bersih, dan laju pelepasan panas kumulatif ditingkatkan untuk campuran bahan bakar nano. Penambahan nanopartikel ZnO ke dalam campuran bahan bakar mendorong fenomena ledakan mikro, menyuplai oksigen lebih tinggi, dan meningkatkan kecepatan penyalaan dan selanjutnya pembakaran bahan bakar lebih baik.
Penggunaan ZnO terbukti mampu mengimbangi buruknya karakteristik pembakaran biodiesel WCVO. CHR maksimum yang diamati untuk B0ZnO, B20ZnO dan B40ZnO meningkat masing-masing sebesar 4,1, 3,46 dan 1,72%
dibandingkan dengan B0, B20 dan B40. Pengurangan sebesar 18,18, 8,32, dan 7,13%
diamati pada periode penundaan penyalaan untuk B0ZnO, B20ZnO dan B40ZnO masing-masing dibandingkan dengan B0, B20 dan B40.
Poin kunci dalam penerapan teknik ini secara komersial adalah biaya bahan bakar. Dalam penyelidikan saat ini, bahan mentah dan bahan kimia yang dibutuhkan untuk memproduksi biodiesel dan nanopartikel sedikit meningkatkan biaya. Namun demikian, aditif nano ZnO meningkatkan sifat bahan bakar dan atribut mesin secara keseluruhan, sehingga mengatasi biaya.
Terakhir, pengaruh nanopartikel pada filter bahan bakar harus diatasi. Penelitian ekstensif mengenai stabilitas dan konduktivitas termal nanopartikel dalam kaitannya
dengan bahan bakar cair sangat
diperlukan. Penyesuaian geometri injeksi pilot dan nosel juga harus dipertimbangkan saat merancang dan memodifikasi mobil.
