Abstrakti
A comprehensive investigation on diesel pilot spray ignited methane-hydrogen (CH4–H2) combustion, tri-fuel combustion (TF), is performed in a single-cylinder compression ignition (CI) engine. The experiments provide a detailed analysis of the effect of H2 concentration (based on mole fraction, MH2) and charge-air temperature (Tair) on the ignition behavior, combustion stability, cycle-to-cycle (CCV) and engine performance. The results indicate that adding H2 from 0 to 60% shortens the ignition delay time (IDT) and combustion duration (based on CA90) up to 33% and 45%, respectively. Thereby, H2 helps to increase the indicated thermal efficiency (ITE) by as much as 10%. Furthermore, to gain an insight into the combustion stability and CCV, the short-time Fourier transform (STFT) and continuous wavelet transform (CWT) methodologies are applied to estimate the combustion stability and CCV of the TF combustion process. The results reveal that the pressure oscillation can be reduced up to 4 dB/Hz and the CCV by 50% when MH2 < 60% and Tair < 55 °C. However, when MH2 > 60% and Tair > 40 °C, abnormal combustion and knocking are observed.
| Alkuperäiskieli | Englanti |
|---|---|
| Sivut | 21182-21197 |
| Sivumäärä | 16 |
| Julkaisu | International Journal of Hydrogen Energy |
| Vuosikerta | 46 |
| Numero | 40 |
| Varhainen verkossa julkaisun päivämäärä | 23 huhtik. 2021 |
| DOI - pysyväislinkit | |
| Tila | Julkaistu - 11 kesäk. 2021 |
| OKM-julkaisutyyppi | A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä |
Rahoitus
The present study has been financially supported by the Academy of Finland (Grant Nos. 297248 and 318024 ) and Fortum-Neste Foundation (grant no. 2020050 ), which are gratefully acknowledged. The second author has also been financially supported by the Henry-Ford foundation under grant no. 202000063 . The authors are thankful to Ranta Olli and Blomstedt Otto for their supports on the engine preparations.
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'Experimental study on tri-fuel combustion using premixed methane-hydrogen mixtures ignited by a diesel pilot'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.Projektit
- 2 Päättynyt
-
Kolmen polttoaineen interaktiivinen syttyminen ja palaminen: simulointeja ja kokeita
Vuorinen, V. (Vastuullinen johtaja), Tamadonfar, P. (Projektin jäsen), Cheng, Q. (Projektin jäsen), Gadalla, M. (Projektin jäsen), Morev, I. (Projektin jäsen) & Kannan, J. (Projektin jäsen)
01/09/2018 → 31/08/2022
Projekti: Academy of Finland: Other research funding
-
Uusia näkökulmia laihan kaasuseoksen syttymiseen
Larmi, M. (Vastuullinen johtaja), Kaario, O. (Projektin jäsen), Keskinen, K. (Projektin jäsen), Cheng, Q. (Projektin jäsen), Ahmad, Z. (Projektin jäsen), Blomstedt, O. (Projektin jäsen), Aryal, J. (Projektin jäsen), Saari, K. (Projektin jäsen), Ainsalo, A. (Projektin jäsen) & Hassan, G. (Projektin jäsen)
01/09/2016 → 31/12/2020
Projekti: Academy of Finland: Other research funding
Siteeraa tätä
- APA
- Author
- BIBTEX
- Harvard
- Standard
- RIS
- Vancouver