Journals / Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi / 2019 / Cilt: 7 - Sayı: 3

Prediction of engine performance, combustion and emission for canola oil biodiesel blends using artificial neural network

Yapay Sinir Ağı Kullanarak Kanola Yağı Biyodizel Karışımları İçin Motor Performansı, Yanma ve Emisyon Tahmini

Pages
2045–2056
Publication Date
2022-10-12
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

The R2 values of the ANN models were calculated to be higher than 0.99 for the performance and combustion parameters and higher than 0.98 for the emissions value.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:In this study, the results of emission, performance and combustion experimental data of diesel fuel and canola oil biodiesel blends used in a diesel engine and the results of the model created by artificial neural networks were compared.
📊
Key Findings & Data:For construct the model 44 different engine test results were used.
💡
Conclusion & Impact:The R2 values of the ANN models were calculated to be higher than 0.99 for the performance and combustion parameters and higher than 0.98 for the emissions value.
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:YSA · emisyon · yanma

Abstract

In this study, the results of emission, performance and combustion experimental data of diesel fuel and canola oil biodiesel blends used in a diesel engine and the results of the model created by artificial neural networks were compared. For construct the model 44 different engine test results were used. The feedback algorithm was used in the training of the network. The trainlm was selected as the learning algorithm. The logsig function was used in the hidden layer while the purelin function was used in the output layer. The input variables in network training were fuel blend ratios, engine speeds and engine loads. At the output of network a separate model was created for each of the specific fuel consumption, exhaust temperature, combustion efficiency, start of injection, start of combustion, ignition delay, combustion duration, smoke opacity and NOx values. The R2 values of the ANN models were calculated to be higher than 0.99 for the performance and combustion parameters and higher than 0.98 for the emissions value.

Özet

Bu çalışmada bir dizel motorda kullanılan dizel yakıtı ve kanola yağından üretilen biyodizel karışımlarının; emisyon, performans ve yanma deneysel verileri ile yapay sinir ağları ile oluşturulan modelin sonuçları karşılaştırılmıştır. Modelin oluşturulması için 44 farklı motor deney sonuçları kullanılmıştır. Ağın eğitiminde geri beslemeli algoritma kullanılmıştır. Öğrenme algoritması olarak trainlm, gizli katmanda logsig ve çıkış katmanında ise purelin fonksiyonları kullanılmıştır. Ağ eğitiminde giriş değişkenleri: karışımdaki dizel yakıt oranı, kanola yağı biyodizel oranı, motor devri ve motor momentidir. Çıkışta ise özgül yakıt tüketimi (ÖYT), egzoz sıcaklığı, yanma verimi, püskürtme başlangıcı, yanma başlangıcı, tutuşma gecikmesi, yanma süresi, duman koyuluğu ve NOx değerlerinin her biri için ayrı model oluşturulmuştur. YSA modellerinin R2 değerleri tutuşma gecikmesi için 0,998, yanma süresi için 0,992, duman koyuluğu için 0,984, NOx için ise 0,990 olarak hesaplanmıştır. R2 değerleri ÖYT, egzoz sıcaklığı, yanma verimi, püskürtme başlangıcı ve yanma başlangıcı değerleri için ise 0,999‘dan yüksek bulunmuştur.

🔖

Cite This Article

ŞEN, M. (2022). Prediction of engine performance, combustion and emission for canola oil biodiesel blends using artificial neural network. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, Cilt: 7 - Sayı: 3, 2045–2056. https://ajindex.com/articles/494306

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (11)

  1. A.O. Emiroğlu, A. Keskin and M. Şen, “Experimental investigation of the effects of turkey rendering fat biodiesel on combustion, performance and exhaust emissions of a diesel engine,” Fuel, c. 216, pp. 266–273, 2018
  2. A. Keskin, “Pamuk yağı metil esteri-eurodizel yakıt karışımlarının direkt püskürtmeli bir dizel motorunun yanma, performans ve emisyon karakteristiklerine etkisi,” Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 18, s. 2, ss. 1–18, 2018
  3. M. Şen, A.O. Emiroğlu, and A. Keskin, “Production of biodiesel from broiler chicken rendering fat and investigation of its effects on combustion, performance, and emissions of a diesel engine,” Energy & fuels, vol. 32, no. 4, pp. 5209–5217, 2018
  4. A. Keskin, “Two-step methyl ester production and characterization from the broiler rendering fat: The optimization of the first step,” Renewable Energy, vol. 122, pp. 216–224, 2018
  5. A. Keskin, “Pamuk Yağı Biyodizeli-Eurodizel Karışımlarının Tam Yükte Yanma, Performans ve Emisyonlara Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi,” Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 17, s. 2, ss. 797-809, 2017
  6. S. Sarıdemir ve S. Albayrak, “Kanola yağı metil esteri ve karışımlarının motor performans ve egzoz emisyonlarına olan etkileri,” İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi, c. 4, s. 1, ss. 35-46, 2015 [7] S. Sarıdemir ve M. Tekin, “Kanola Yağı Metil Esteri ve Dizel Yakıt Karışımlarının Tek Silindirli Dizel Bir Motorun Performans ve Gürültü Emisyonlarına Etkisi,” Politeknik Dergisi, c. 19, s. 1, ss. 53-59, 2016
  7. S. Ozturk, “Application of the Taguchi method for surface roughness predictions in the turning process,” Materials Testing, vol. 58, no. 9, pp. 782-787, 2016
  8. S. Ozturk, “Application of ANOVA and Taguchi Methods for Evaluation of the Surface Roughness of Stellite-6 Coating Material,” Materials Testing, vol. 56, no. 11-12, pp. 1015-1020, 2014
  9. F. Kara, “Taguchi optimization of surface roughness and flank wear during the turning of DIN 1.2344 tool steel,” Materials Testing, vol. 59, no. 10, pp. 903-908, 2017
  10. S. Ozturk, “Machinability of stellite-6 coatings with ceramic inserts and tungsten carbide tools,” Arabian Journal For Science And Engineering, vol. 39, no. 10, pp. 7375-7383, 2014
  11. B. Ghobadian, H. Rahimi, A.M. Nikbakht, G. Najafi and T.F. Yusaf, “Diesel engine performance and exhaust emission analysis using waste cooking biodiesel fuel with an artificial neural network,” Renewable Energy, vol