Advancement in Combustion Technologies Towards Net Zero Carbon Emission

Inhaltsverzeichnis

1. Frontmatter

2. Part 1

   1. Frontmatter

   2. Parametric Impact Analysis of Delayed Inlet-Valve Closure and Ignition Timings on Methane and Sewage Sludge Producer Gas Blend-Operated SI Engine Using Numerical Modelling

      Priyaranjan Jena, Pushpendu Kasaudhan, Jeewan Vachan Tirkey

      Dieses Kapitel befasst sich mit der parametrischen Wirkungsanalyse verzögerter Einlassventilverschlüsse und Zündzeitpunkte an einem Fremdzündmotor (SI), der mit einer Mischung aus Methan- und Klärschlammproduktionsgas (SSPG) arbeitet. Die Studie verwendet numerische Modellierungen, um den Miller-Zyklus-Effekt und die mögliche Zündfunkensteuerung zu untersuchen, um thermische Effizienz und Leistung zu steigern. Schlüsselergebnisse zeigen, dass eine Erhöhung der Verzögerung des Einlassventilschlusses (IVC) die angegebene thermische Effizienz (ITE) erhöht und die Kohlenmonoxid-Emissionen (CO) leicht reduziert. Allerdings nimmt die Bremsleistung (BP) aufgrund des verringerten Kraftstoff-Luft-Gemischs mit IVC-Verzögerung ab. Die Studie unterstreicht auch die erheblichen Auswirkungen des Zündzeitpunkts auf die Stickoxidemissionen. Die Forschungsarbeiten stellen einen neuartigen Ansatz dar, indem sie Methanmischung, späten Einlassventilverschluss und Zündzeitpunkt in eine numerische thermodynamische Untersuchung integrieren und wertvolle Erkenntnisse zur Verbesserung der Leistung von SI-Motoren mit Doppelkraftstoff liefern.

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3. Part 2

   1. Frontmatter

   2. Emission Analysis of Gasoline Surrogates in a Multi-point Fuel Injection Spark Ignition Engine

      Jami Paparao, Paramvir Singh, Sudarshan Kumar

      Dieses Kapitel vertieft die Emissionsanalyse von Benzinersatzteilen in Mehrpunkt-Benzineinspritzungszündmotoren, wobei der Schwerpunkt auf der Formulierung und Leistung verschiedener Vierkomponenten-Mischungen liegt. Die Studie vergleicht die Emissionen dieser Surrogate mit dem Basisbenzin und bewertet ihre Eignung für Automobilanwendungen. Schlüsselergebnisse zeigen, dass Ersatzbrennstoffe aufgrund verbesserter Oxidationsprozesse die Emissionen von Kohlenwasserstoff (HC) und Kohlenmonoxid (CO) deutlich verringern können. Die Studie weist jedoch auch darauf hin, dass die Stickoxidemissionen (NOx) bei bestimmten Surrogaten höher sein können, was weiterer Untersuchungen bedarf. Die Forschung bietet einen detaillierten Überblick über den Versuchsaufbau, einschließlich der Spezifikationen und Prüfverfahren des Motors sowie der chemischen Zusammensetzung der Surrogate. Die Ergebnisse werden in klarer und prägnanter Weise präsentiert, was es Profis erleichtert, die Auswirkungen der Verwendung von Benzinersatzteilen in Funkenzündungsmotoren zu verstehen. Das Kapitel schließt mit einer Diskussion über das Potenzial von Ersatzbrennstoffen zur Verbesserung der Motoreffizienz und Reduzierung schädlicher Emissionen, die wertvolle Erkenntnisse für die Automobilindustrie bietet.

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4. Part 3

   1. Frontmatter

   2. Numerical Analysis of Forward Strut Effects on Scramjet Engine Performance

      Rohit Kumar Prasad, Ritesh Mane, Mansi Sharma, Uma Shanker, Royal Madan

      Dieses Kapitel vertieft sich in die numerische Analyse der Effekte von Forward Strut auf die Leistung von Scramjet-Triebwerken, wobei der Schwerpunkt auf Verbrennung und Mischeffizienz liegt. Die Studie stellt ein modifiziertes Scramjet-Modell mit zwei kleineren Streben vor der Hauptstrebe vor, die darauf abzielen, die Mischung und Verbrennung von Kraftstoff und Luft zu verbessern. Durch detaillierte Simulationen mit dem dichtebasierten Turbulenzmodell SST k-ω wird die Leistung des Vorwärtsstrut-Modells mit einem Basismodell verglichen. Zu den wichtigsten Ergebnissen zählen eine um 3,9% höhere Verbrennungseffizienz und eine frühere vollständige Kraftstoff-Luft-Mischung im Vorwärtsstrebenmodell. Das Kapitel untersucht auch die Auswirkungen von Strebenkonfigurationen auf Stoßwellenwechselwirkungen, Dichteschwankungen und Mach-Zahlenverteilungen innerhalb der Brennkammer. Die Validierung mit experimentellen Daten stellt die Zuverlässigkeit der Ergebnisse sicher, was diese Studie zu einem bedeutenden Beitrag zur Optimierung von Scramjet-Triebwerkskonzepten für verbesserte Leistung bei Überschallgeschwindigkeiten macht.

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5. Part 4

   1. Frontmatter

   2. Evaluating Crankrod Performance: Fatigue Stress and Life Cycle of Structural Steel Versus Carbon Fiber Glass in Diesel Engines

      Vivek Kumar, Mohd Aman, Gaurav Verma, Dharmendra Tiwari, Gopal Ji, Manvandra Kumar Singh

      Dieses Kapitel vertieft sich in die Bewertung der Leistung der Kurbelstange in Dieselmotoren, wobei der Schwerpunkt auf Dauerbelastungen und Lebenszyklus liegt. Er vergleicht zwei Schlüsselmaterialien: Baustahl und Kohlefaserglas (CFG). Die Studie verwendet Finite-Elemente-Analysen mit ANSYS-Software, um Gewicht und Produktionskosten zu optimieren. Zu den wichtigsten Erkenntnissen zählen die überlegene Dauerhaltbarkeit und die signifikante Gewichtsreduzierung, die CFG bietet, was es zu einem idealen Material für Kurbelwellen macht, bei denen längere Haltbarkeit und Gewichtsreduzierung entscheidend sind. Das Kapitel untersucht auch die geometrischen Einflüsse auf den Ermüdungsbruch und hebt die Vorteile des Filetrollens bei der Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit hervor. Darüber hinaus bietet es einen detaillierten Vergleich der mechanischen Eigenschaften beider Materialien, einschließlich Zugfestigkeit, Elastizitätsmodul und thermischer Eigenschaften. Die Ergebnisse zeigen, dass CFG eine wesentliche Leistungsverbesserung mit einer bemerkenswerten Gewichtsreduzierung von 82,23% und einer längeren Lebensdauer bietet. Diese umfassende Analyse unterstreicht das Potenzial der CFG, die Automobil- und Luftfahrttechnik voranzubringen.

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6. Part 5

   1. Frontmatter

   2. Surface Scratch Behaviour of Selective Laser Melted Inconel 718 Superalloy

      Sankata Tiwari, Santosh Kumar, Gagan Bansall, Ashwani Kumar Ranjan, Manvandra Kumar Singh, Gopal Ji

      Dieses Kapitel befasst sich mit dem Oberflächenkratzverhalten der Superlegierung Inconel 718, die durch selektives Laserschmelzen (SLM) hergestellt wird, und konzentriert sich auf ihre Anwendung in Umgebungen mit hohen Temperaturen. Die Studie untersucht die Kratzfestigkeit, Mikrohärte und mikrostrukturellen Eigenschaften des Materials und liefert wertvolle Einblicke in seine Leistungsfähigkeit und Haltbarkeit. Zu den wichtigsten Erkenntnissen gehört die anfängliche Kratzfestigkeit des Materials aufgrund seiner Duktilität, gefolgt von der Degradation der Oberfläche unter zunehmenden Spannungen. Die Analyse beleuchtet die Auswirkungen thermischer Gradienten und mikrostruktureller Veränderungen während des additiven Herstellungsprozesses auf die Eigenschaften des Materials. Das Kapitel schließt mit Empfehlungen zur Optimierung der Druck- und Nachbearbeitungsphasen, um die Integrität und Leistung der Oberfläche in anspruchsvollen Anwendungen zu verbessern.

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7. Part 6

   1. Frontmatter

   2. Comparative Study of Pid and Fuzzy Logic Control Strategies for Twin-Engine Aircraft Fuel Systems

      Moniya, Dheeraj Minglani, Uma Shankar, Amit Kumar, Anushka Gupta

      Dieses Kapitel vertieft sich in die vergleichende Analyse von Proportional-Integral-Derivaten (PID) und Fuzzy Logic Controllern (FLCs) zur Steuerung von Treibstoffsystemen in zweimotorigen Flugzeugen. Die Studie betont die Grenzen der PID-Controller im Umgang mit der nichtlinearen Dynamik und den Unsicherheiten, die Flugtreibstoffsystemen innewohnen. Fuzzy-Logik-Controller mit ihrer Fähigkeit, mehrdeutige und ungenaue Informationen zu verarbeiten, bieten eine überzeugende Alternative. Die Forschung umfasst mathematische Modellierung und Simulation mit MATLAB-Simulink und konzentriert sich auf verschiedene Szenarien, um die wirksamste Kontrollstrategie zu ermitteln. Zu den wichtigsten Ergebnissen zählen die überlegene Leistung der FLCs in Bezug auf Stabilität, geringere Überschreitung und schnellere Einschwingzeiten, selbst unter turbulenten Bedingungen. Die Studie unterstreicht auch die Bedeutung der Triebwerkssynchronisation und die Rolle von Kontrollsystemen bei der Verbesserung der Gesamtleistung und Sicherheit von Flugzeugen. Die Ergebnisse bestätigen die Effektivität von FLCs bei der Steuerung des Kraftstoffverbrauchs und der Systemdynamik und machen sie zu einer robusten Wahl für moderne Kraftstoffmanagementsysteme in der Luftfahrt.

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