OpenFOAM қолданылуымен изооктанды және биодизельді жану процесін сандық модельдеу
DOI:
https://doi.org/10.26577/Кілт сөздер:
биоотын, изооктан, жану, сандық модельдеу, OpenFOAM, температура өрістеріАңдатпа
Мақалада OpenFOAM бағдарламалық кешенін қолдана отырып, екі түрлі сұйық отынның - изооктан мен биодизельдің жану процесін сандық модельдеу нәтижелері ұсынылған. Зерттеудің өзектілігі баламалы энергия көздеріне деген қызығушылықтың артуымен, сондай-ақ дәстүрлі көмірсутек отынын пайдалану кезінде зиянды шығарындыларды азайту қажеттілігімен байланысты. Биодизель немесе биоотын іштен жанатын қозғалтқыштарда баламалы сұық отын ретінде қолданылады, себебі ол жаңартылатын және жағылған кезде зиянды шығарындыларды азайтады. Алынған сандық модельдеу нәтижесінде отынның екі көрсетілген түрі, балама және дәстүрлі, үшін температура өрістері мен жылдамдық профильдерін талдау жүргізілді. Жүргізілген талдау нәтижесінде изооктанның максималды жану температурасы биодизельге қарағанда 100-150 К жоғары екені анықталды, бұл олардың физика-химиялық қасиеттерімен түсіндіріледі. Жылдамдық сипаттамаларын талдау изооктан жанған кезде отынның қарқындырақ, бірақ тұрақсызырақ жануы байқалатынын көрсетті. Биодизель бірқалыпты жылдамдық таралуы мен аз жергілікті ауытқулары бар неғұрлым тұрақты және біртекті жану режимін көрсетеді. Алынған нәтижелер биодизельдің дәстүрлі көмірсутекті сұйық отындарды алмастыра алатын жаңартылатын және экологиялық таза отын ретіндегі мүмкіндігін дәлелдейді. Мақалада жүргізілген сандық талдау іштен жанатын қозғалтқыштарда арналған отын жүйелерін жобалауда практикалық маңызға ие және баламалы энергия көздеріне көшу стратегияларын әзірлеуде қолданылуы мүмкін.
Әдебиеттер тізімі
Bibhu, V., Bhanot, D., Upadhyay, S., & Prasad, H. D. (2025). Evaluation of engine performance and emissions with biodiesel blends containing polymer waste additives. Natural and Engineering Sciences, 10, 340–351. https://doi.org/10.28978/nesciences.1648737
Stanescu, R., Soica, A., & Leahu, C.-I. (2025). Influence of biodiesel from used cooking oil and sunflower oil on engine efficiency and emission profiles. Energies, 18(3), 583. https://doi.org/10.3390/en18030583
Mane, S., & Gaikwad, K. (2024). RCCI engine: Performance and emission testing using biodiesel. Journal of Energy Environment and Carbon Credits, 13, 30–41.
Fu, J., Summers, S., Morgan, T. J., Turn, S. Q., & Kusch, W. (2021). Fuel properties of Pongamia (Milletia pinnata) seeds and pods grown in Hawaii. ACS Omega, 6(13), 9222–9233. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c00635
Ferrão, I.A.S., Panão, M.R.O., Mendes, M.A.A. et al. How different are conventional and biofuel sprays applied to aviation? An infodynamic comparative analysis. Exp Fluids 66, 114 (2025). https://doi.org/10.1007/s00348-025-04042-9
Thiru, S., Kola, R., Thimmaraju, M.K. et al. An analytical characterization study on biofuel obtained from pyrolysis of Madhuca longifolia residues. Sci Rep 14, 14745 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-65393-7
8 Bhattacharyya, S., Manian, R.P. From blossoms to biofuel: a novel approach to bioethanol production. Discov Appl Sci 7, 999 (2025). https://doi.org/10.1007/s42452-025-07508-x
El-Araby, R. Biofuel production: exploring renewable energy solutions for a greener future. Biotechnol Biofuels 17, 129 (2024). https://doi.org/10.1186/s13068-024-02571-9
Nganko, J.M., Koffi, E.P.M., Toure, A.O. et al. Comparative assessment of pollutant emissions between biofuel briquettes and charcoal: implications for domestic cooking fuel selection. Carbon Res. 4, 15 (2025). https://doi.org/10.1007/s44246-024-00177-2
Liu, Ziyu & Wang, Zhichao & Yang, Xiaoyi. (2023). Emission characteristics of cellulosic jet biofuel blend under laminar and turbulent combustion. Biotechnology for Biofuels and Bioproducts. 16. 10.1186/s13068-023-02439-4
Frutuoso, Felipe & Oliveira, Mona Lisa & Bueno, Andre & Silva, Ludmila. (2025). Overview about energy recovery applied to combustion engine focused on biofuels. Energy Efficiency. 18. 10.1007/s12053-025-10318-0
Nguyen, Olivia & Anderson, Liam. (2025). Comparative Study of Biofuels: Chemical Properties and Combustion Efficiency. International Journal of Emerging Trends in Chemistry (IJETC). 1. 28-41. 10.64056/7qzr5912.
Nghia, Mai & Tuan, Ho. (2024). Diagnosing the Process of Forming Biofuel Combustion Mixtures in Diesel Engines by a Program to Compute Spray Volume. Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences. 123. 184-196. 10.37934/arfmts.123.2.184196
Rana, Harsha. (2023). Biofuel Blends: Combustion Characteristics and Emission Reduction Potential. International Journal of Research in Engineering Science and Management. 6. 24-31.
Liu, X., Tong, L., Wang, H., Zheng, Z., & Yao, M. (2017). Experimental and modelling investigations of the gasoline compression ignition combustion in diesel engine. SAE Technical Paper 2017-01-0741. https://doi.org/10.4271/2017-01-0741
Amsden, A. A., O'Rourke, P. J., & Butler, T. D. (1989). KIVA-II: A computer program for chemically reactive flows with sprays. Los Alamos National Laboratory
Berezovskaya, I., Tasmukhanova, A., Ryspayeva, M., & Ospanova, S. (2023). Numerical study of the influence of injection velocity of liquid fuel on the combustion process. Eurasian Physical Technical Journal, 20(3(45)), 43–51. https://doi.org/10.31489/2023No3/43-51
Alternativnaya energetika (n.d.). Tekhnologiya proizvodstva biodizelya (Biodiesel production technology). https://altenergetika.ru/tehnologiya-proizvodstva-biodizelya/
American Chemical Society. (n.d.). Isooctane. https://www.acs.org
Krishnasamy, A., & Bukkarapu, K. R. (2021). A comprehensive review of biodiesel property prediction models for combustion modeling studies. Fuel, 302, 121085. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.121085
OpenFOAM Foundation. (n.d.). OpenFOAM. https://www.openfoam.com
ParaView Team. (n.d.). ParaView: Open-source data analysis and visualization application. https://www.paraview.org
Amsal M., Tran M.-V., Lee C.C., Nurmukan D., Hung Y.M., Scribano G., Chong C.T. Numerical simulation of nitrogen oxides and carbon monoxide emissions of biodiesel diffusion flame. J Braz. Soc. Mech. Sci. Eng. 45, 253 (2023). https://doi.org/10.1007/s40430-023-04177-y
Abdelrazek, M.K., Abdelaal, M.M. & El-Nahas, A.M. Numerical simulation of a diesel engine performance powered by soybean biodiesel and diesel fuels. Beni-Suef Univ J Basic Appl Sci 12, 11 (2023). https://doi.org/10.1186/s43088-023-00349-w
Жүктеулер
Жарияланды
Журналдың саны
Бөлім
Лицензия
Авторлық құқық (c) 2026 Хабаршы. Физика сериясы
Бұл жұмыс Creative Commons Attribution-Коммерциялық емес 4.0 халықаралық лицензиясы.
