Une technique modélisant les caractéristiques de combustion de l'essence mélangée à des biocarburants pour des carburants plus propres et plus efficaces.

Une approche de modélisation des caractéristiques de combustion de l'essence mélangée à des biocarburants fournit des informations précieuses sur la combustion et le potentiel de cette combinaison de carburants. Elle contribue également à la quête de KAUST pour développer des carburants moins polluants et plus performants.

La combustion de carburants automobiles, comme l'essence, libère de grandes quantités de gaz à effet de serre et est un contributeur majeur au changement climatique. Développer des carburants plus écologiques et plus efficaces est un énorme défi pour l'industrie des transports.

Cela a conduit Aamir Farooq et Ph.D. l'étudiant Ahfaz Ahmed de KAUST pour collaborer avec l'équipe de technologie du carburant de Saudi Aramco et des chercheurs de l'Université nationale d'Irlande à Galway, dans le développement d'une méthode innovante pour étudier la combustion des essences mélangées au bioéthanol.

« Alors que nous nous dirigeons vers de nouvelles technologies de moteur, les caractéristiques du carburant jouent un rôle très important dans l'optimisation du rendement du moteur et la réduction des émissions, " explique Farooq. "Notre objectif était de produire un modèle pour simuler les interactions carburant-moteur pour les carburants contenant de grandes fractions de bioéthanol."

Les chercheurs ont d'abord préparé deux essences à indice d'octane élevé mélangées à différentes quantités de bioéthanol et observé le comportement d'auto-inflammation des carburants sur une large gamme de pressions, les températures et les rapports air-carburant. A hautes températures, l'équipe a utilisé un tube à choc à haute pression pour observer la réaction. Mais la combustion prend plus de temps aux températures intermédiaires et basses, l'équipe a donc utilisé une machine de compression rapide pour observer la réactivité.

Parce que les essences sont des carburants complexes contenant des centaines de composés chimiques différents, l'équipe a également utilisé trois types de carburants de substitution contenant plusieurs composants de référence, ce qui leur a permis de simuler la combustion des essences mélangées au bioéthanol et de modéliser leurs délais d'allumage.

"Le délai d'allumage est une propriété importante d'un carburant et a une influence significative sur la conception et le fonctionnement du moteur, " explique Ahmed. " L'utilisation de carburants de substitution haute fidélité nous a permis de modéliser les temps de retard d'allumage pour ces essences mélangées aux biocarburants, et nous a fourni des informations plus approfondies sur la façon dont la teneur en biocarburants modifie le comportement de combustion par rapport à l'essence ordinaire. »

Malgré le taux d'évolution différent des espèces chimiques au cours de la combustion, les chercheurs ont découvert qu'à des températures élevées, les carburants mélangés présentaient des caractéristiques d'auto-inflammation similaires, mais à des températures intermédiaires, le carburant avec un indice d'octane plus élevé et une teneur en éthanol plus élevée présentait des délais d'allumage plus longs.

"Nous prévoyons d'explorer les caractéristiques d'allumage de deux autres biocarburants - le méthanol et l'éther diméthylique - après qu'ils aient été mélangés avec de l'essence ordinaire et du diesel, " dit Farooq.