فهرست مطالب

سوخت و احتراق - سال سیزدهم شماره 2 (پیاپی 31، تابستان 1399)

نشریه سوخت و احتراق
سال سیزدهم شماره 2 (پیاپی 31، تابستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/04/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • امیر مردانی*، امیر آقابیگی، محمدرضا معدنی، علیرضا رمضانی صفحات 1-24
    در این مقاله، به بررسی مدل   سازی خنک کاری فیلمی یک موتور رانشگر فضایی 10 نیوتنی برای دو حالت پروفیل دمایی پیش فرض دیواره و نیز لحاظ انتقال حرارت در داخل دیواره پرداخته شده است. مطالعه برای چهار نوع مدل فیلم گاز غیرواکنشی، فیلم گاز واکنشی، فیلم مایع غیرواکنشی و فیلم مایع واکنشی انجام شده است. برای مدل سازی واکنش های شیمیایی، مکانیزم شیمیایی برای مونو متیل هیدرازین و نیتروژن تتروکسید گردآوری و کاهش داده شده است. بررسی نتایج نشان می دهد که مکانیزم توسعه داده شده با 43 گونه شیمیایی و 174 واکنش شیمیایی قابلیت  مدل سازی تجزیه مونو متیل هیدرازین در لایه مرزی خنک شونده را دارد و دمایی با دقت 5 درصد در مقایسه با سایر مراجع برای احتراق مونو متیل هیدرازین و نیتروژن تتروکسید پیش بینی می کند. برای مدل سازی جریان خنک کننده، در دو حالت مدل سازی فیلم گازی و فیلم مایع، لایه سوخت گازی در دمای تبخیر مربوط به فشار محفظه و یا جریان قطرات سوخت در دبی های گوناگون به سطح تزریق شده و پارامتر های انتقال حرارت به دیواره گزارش شده اند. بر روی دبی خنک کن مطالعه پارامتریک صورت گرفته و اثر آن بر خنک کاری بررسی شده است و پروفیل شار گرمایی محاسبه شده با پروفیل شار گرمایی حاصل از روابط تحلیلی مقایسه شده است. نتایج حاکی از آن است که برای خنک کاری در کامل ترین حالت مدل سازی (فیلم مایع واکنش دهنده) با تزریق 10% سوخت به عنوان خنک کن، شار گلوگاه در حدود 25% و با تزریق 20% سوخت، در حدود 48% قابل کاهش است. همچنین، نتایج نشان می دهد که برای حالتی که انتقال حرارت در ضخامت دیواره لحاظ شود، تزریق حدود 20% سوخت نتیجه نزدیکی را به منحنی دمای تجربی دیواره به دست می دهد.
    کلیدواژگان: خنک کاری، جریان دوفازی، فیلم خنک کن مایع، هایپرگولیک، رانشگرهای فضایی
  • مریم جبرئیلی، راضیه پوردربانی*، بهمن نجفی، علی نعمت الله زاده صفحات 25-39

    بیودیزل یکی از انرژی های پاک و تجدیدپذیر است که می تواند جایگزین مناسبی برای سوخت های فسیلی باشد و بدون تغییردادن موتورهای دیزلی جایگزین دیزل های نفتی شود. این پژوهش دارای دو بخش بوده که در بخش اول به مقایسه نتایج افزودنی نانوذرات آلومینا، نانوذرات سیلیکا و ترکیب نانوکامپوزیت آلومینا-سیلیکا به سوخت بیودیزل بر پارامترهای عملکردی و انتشار آلاینده های خروجی پرداخته شد. در بخش دوم، کارایی شبکه عصبی در پیش بینی پارامترهای تاثیرگذار بر عملکرد و گازهای خروجی بررسی شده است. ابتدا، با افزوده شدن B5به سوخت دیزل، کاهش در میزان آلاینده CO، کاهش مصرف ویژه سوخت و افزایش در گشتاور و توان ترمزی رخ داد. در گام بعدی، نانوذرات آلومینا و سیلیکا به طور جداگانه در نسبت های مختلف 30، 60، 90 و  ppm 120 به سوخت دیزل-بیودیزل افزوده شد. نتایج نشان داد که نانوذرات سیلیکا نسبت به نانوذرات آلومینا باعث بهبودی بیشتر در عملکرد موتور دیزلی و کاهش آلاینده ها شده که در نسبت ppm90، افزایش 21/6% در توان ترمزی حاصل شد. گشتاور هیچ تغییری نکرد و کاهش 8/1% در CO2، کاهش 56/16% در CO، کاهش 3/05% در مصرف سوخت و افزایش بسیار جزیی 0/57% و  0/6% در NOX و NO صورت گرفت. سپس، نمونه های کامپوزیت شده با نسبت های مختلف به سوخت دیزل-بیودیزل افزوده شدند. از بین نانوکامپوزیت ها، ترکیب B5Al60Si60  دارای بیشینه توان و گشتاور بود و منجربه افزایش 1/44% در گشتاور و افزایش 1/64% در توان ترمزی نسبت به سوخت دیزل شد و نیز به ترتیب منجربه کاهش 39/21%، 10/9%، 6/9% و 6/85% در CO، CO2، NO و NOX شد. شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه با یک و دولایه پنهان و دو نوع تابع فعال سازی سیگموییدی و تانژانت هیپربولیک برای تحلیل نتایج استفاده شد. مقادیر MSE و R به ترتیب برای توان ترمزی 21/10 و 0/9905، برای CO 1498/75 و 0/9910، برای  CO2  0/0009و 0/9940، برای  NO 3/94و 0/9965، برای NOx 4/39 و 0/9919 و برای گشتاور 0/00079919و0/9905بوده است. در مجموع، شبکه با تابع فعال سازی سیگموییدی و دو لایه پنهان بهترین شبکه بوده است.

    کلیدواژگان: انرژی تجدید پذیر، بیودیزل، شبکه عصبی، پرسپترون چندلایه
  • محمد صفرزاده، قاسم حیدری نژاد، هادی پاسدار شهری* صفحات 41-56

    در این مقاله، آتش چرخشی با سوخت متانول در یک اتاق با ارتفاع زیاد، که یک شکاف در یک گوشه‏ آن ایجاد شده است، مورد بررسی قرار می گیرد. مدل سازی با استفاده از روش شبیه‏ سازی گردابه‏ های بزرگ، مدل زیرشبکه‏ اسماگورینسکی، ویل و تک معادله‏ای و مدل احتراقی اضمحلال گردابه انجام شده و نتایج در دو شرایط مختلف (بستر سوخت با قطر 5/8 و 7 سانتی متر) با نتایج تجربی مقایسه می شود. با مقایسه‏ نتایج عددی با نتایج تجربی مشاهده می شود که نتایج عددی دمای متوسط در وسط و گوشه‏ اتاق با نتایج تجربی همخوانی دارد. نتایج مدل ‏های مختلف زیرشبکه در خط مرکزی نشان می دهد که مدل ویل با نتایج تجربی همخوانی بهتری دارد. همچنین عملکرد دو مدل زیرشبکه‏ تک معادله‏ای و اسماگورینسکی بدتر از مدل ویل بوده است، به طوری که به طور متوسط درصد خطای نسبی مدل ویل 3/7 درصد است، درحالی که هر یک از مدل‏ های اسماگورینسکی و تک معادله ای به ترتیب 8 و 8/9 درصد خطا نسبت به نتایج تجربی دارند. در فواصل دور از مرکز نتایج سه مدل زیرشبکه تفاوت چندانی ندارد و همخوانی بیشتری با نتایج تجربی دیده می شود، به گونه ای که در گوشه‏ اتاق خطای نسبی کمتر از 8 درصد است.

    کلیدواژگان: آتش چرخان، شبیه ‏سازی گردابه ‏های بزرگ، مدل زیرشبکه‏ ی ویل، اسماگورینسکی، تک معادله ‏ای
  • محمدرضا مراد*، علیرضا رمضانی صفحات 57-72

    در پژوهش پیش رو، فیزیک برخورد افشانه با سطح جامد در دمای محیط مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی ها نشان می دهد که در دبی های حجمی بالای افشانه یک لایه مایع بر روی سطح جامد تشکیل می شود. در صورتی که ضخامت لایه مایع زیاد باشد، در کاربردهای احتراقی، می تواند منجربه احتراق ناقص سوخت در محفظه احتراق شود. ضخامت لایه مایع به پارامترهای زیادی، نظیر دبی حجمی سیال، فاضله نازل تا سطح و مود شکست افشانه، بستگی دارد. در یک مطالعه تجربی، مقدار ضخامت متوسط لایه مایع حاصل از برخورد افشانه با سطح جامد توسط روش سایه نگاری اندازه گیری شده است. انژکتور جدید و طراحی شده مورد استفاده، که انژکتور جریان پراکنده نام دارد، دارای بازدهی مناسبی نسبت به دیگر انژکتورهای هوادمشی است و اختلاف فشار هوا و دبی لازم برای عملکرد این انژکتور پایین است. ضخامت لایه مایع حاصل از برخورد افشانه با سطح در شرایط مختلف اندازه گیری شده است. نتایج نشان می دهد که اندازه ضخامت متوسط لایه مایع با تغییر پارامترهایی نظیر دبی حجمی سیال مایع و گاز و فاصله نازل تا سطح تغییر  می کند و این ضخامت در بازه بین 40 تا 220 میکرومتر در شرایط مختلف متغیر است.

    کلیدواژگان: افشانه، لایه مایع، انژکتور هوادمشی، انژکتور جریان پراکنده
  • سید محمد مهدی ثابت، سید عبدالمهدی هاشمی* صفحات 73-88

    احتراق مخلوط واکنش دهنده های ناهمگن نوعی از احتراق است که در آن اختلاط سوخت و هوا به طور کامل انجام نمی شود. از آنجا که مطالعات گذشته بر روی این نوع احتراق در فضای باز انجام شده، هدف این تحقیق بررسی عددی مشاهده اثر سطوح مختلف ناهمگنی بر طول شعله در دبی ها و نسبت هم ارزی های مختلف در فضای بسته و بدون حضور هوای محیط و نفوذ آن بر شعله است. در این بررسی عددی از مدل سازی معادلات ناویراستوکس به روش میانگین گیری رینولدز و مدل سازی آشفتگی k-ε استاندارد و مدل سازی جریان واکنشی روش اتلاف گردابه ای EDC استفاده شده است. همچنین، در این مطالعه از سینتیک GRI2.11 استفاده شده است. مشاهدات نشان می دهد که میزان طول شعله در طول ناهمگنی مشخصی کمینه می شود، به طوری که در طول های ناهمگنی قبل و بعد از آن، طول شعله افزایش می یابد. این طول ناهمگنی با تغییر دبی و تغییر نسبت هم ارزی متفاوت است. همچنین، نتایج نشان می دهد که طول شعله در حالت غیرپیش مخلوط کمتر از طول شعله در حالتی است که مخلوط سوخت و هوا به صورت پیش مخلوط در محفظه مشتعل می شوند. ولی، هرچه نسبت هم ارزی کاهش پیدا می کند، اختلاف کمتر می شود، به طوری که در نسبت هم ارزی های کمتر طول شعله در حالت غیرپیش مخلوط بیشتر از حالت پیش مخلوط می شود. همچنین، سطح مقطع شعله در داخل محفظه چه در جهت طولی و چه در جهت عرضی با تغییر طول ناهمگنی تغییر می کند.

    کلیدواژگان: احتراق آشفته، ناهمگنی، طول شعله، محفظه احتراق
  • کاوان قوامی، فرهاد رحمانی*، فرانک اخلاقیان صفحات 89-101

    هدف از این پژوهش تثبیت نانوذرات K2O بر خاک رس بنتونیت و ارزیابی و مقایسه عملکرد آن با نانوذرات K2O خالص برای بررسی نقش پایه معدنی در تولید سوخت سبز بیودیزل است. بدین منظور، نانوکاتالیزور هتروژنی K2O/Bentonite با بارگذاری 30% وزنی هیدروکسید پتاسیم بر پایه بنتونیت با استفاده از روش امواج فراصوت شیمیایی تهیه و در واکنش تبادل استری روغن آفتاب گردان استفاده شد و نتیجه آن با کاتالیزور هموژن KOH و نانوذرات K2O خالص به ترتیب برای ارزیابی عملکرد و بررسی اثر تثبیت مقایسه شد. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی نانوکاتالیزور کامپوزیتی تهیه شده با استفاده از آزمون هایXRD ، FESEM،EDX ، BET و FTIR مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمون های خصوصیت سنجی حاکی از تهیه موفقیت آمیز نمونه K2O/Bentonite و خواص سطحی و ساختاری مناسب این نمونه به منظور به کارگیری در فرایند تبادل استری روغن است. آزمون XRD تشکیل فاز کریستالی K2O در نمونه تهیه شده را تایید کرد. تصاویر FESEM پوشیده شدن سطح بنتونیت از وجود نانوذرات کوچک K2O با توزیع اندازه و پراکندگی یکنواخت را نشان داد. نتایج آزمون EDX موید حضور تمامی عناصر مورد استفاده و عدم وجود هر گونه ناخالصی در ساختار کاتالیزور بود. آزمون BET نشان داد که نانوکامپوزیت تهیه شده دارای سطح ویژه مناسبی است. نتایج عملکرد راکتوری نمونه ها در شرایط نسبت مولی متانول به روغن 12:1، مقدار کاتالیزور wt.% 3، دمای واکنش °C65 و زمان انجام واکنش h 3 بیانگر کارایی قابل قبول نانوکامپوزیت تهیه شده با بازده تولید 95/17% در مقایسه با نمونه های K2O خالص و KOH به ترتیب با بازده های تولید 80/57% و 76/62% بود. کارایی بهتر را می توان به خواص سطحی و ساختاری بهبودیافته در نتیجه تثبیت ذرات فعال با به گارگیری انرژی فراصوت چون حفرات بزرگ، سطح ویژه نسبتا بالا، شکل ظاهری یکنواخت، توزیع همگن ذرات پتاسیم، برهمکنش قوی ذرات پتاسیم با لایه های بنتونیت و نیز تشکیل گروه های Al-O-H نسبت داد. همچنین، ویژگی های بیودیزل تولیدشده، مانند چگالی، گرانروی، نقطه ابری شدن، نقطه ریزش، عدد اسیدی و عدد ستان اندازه گیری، با استانداردها مقایسه شدند.

    کلیدواژگان: K2O، Bentonite، روش امواج فراصوت شیمیایی، روغن آفتاب گردان، بیودیزل
  • لیلا شاکری، علی اصغری *، احمد تقی زاده علی سرایی صفحات 103-116

    ترکیب سوخت های زیستی مانند بیودیزل، بیواتانول و نانولوله های کربنی به عنوان کاتالیزور به سوخت دیزل سبب عملکرد بهتر موتور و کاهش آلایندگی ها می شود. در تحقیق حاضر، برای تهیه سوخت های موردنیاز آزمایش، ابتدا به نسبت 5% نانولوله های کربنی عامل دار حاوی اکسیژن به سوخت دیزل اضافه شد. سپس نانولوله‏ های کربنی عامل دار با گروه اکسیژن دار COOH (غلظت های 30، 60 و ppm90) در دو سطح بیواتانول 3 و 6 درصد، با دیزل خالص و بیودیزل 5٪ ترکیب شد. آزمایش‏ ها در سه تکرار انجام شدند. در این تحقیق، مدلی با شبکه عصبی چندلایه الگوریتم یادگیری پس انتشار خطا روبه جلو (FFBP) برای تخمین عملکرد موتور ارایه شد نوع سوخت، دور موتور، چگالی، گرانروی، ارزش حرارتی سوخت، فشار چندراه ورودی، مصرف سوخت، دمای گازهای خروجی، دمای روغن، اکسیژن موجود در گازهای خروجی، رطوبت و فشار نسبی هوای محیط به عنوان پارامترهای لایه ورودی یا مستقل و عملکرد و آلایندگی موتور به عنوان پارامترهای لایه خروجی در نظر گرفته شدند. با توجه به نتایج به دست آمده از شبکه عصبی مصنوعی، انتشار آلایندگی های CO و UHC و مصرف سوخت ویژه کاهش یافت اما در انتشار NO_x شاهد افزایش بودیم. شبکه تشکیل شده با تابع آموزش سیگموییدی به دلیل اینکه میزان R^2 و MSE بهتری نسبت به شبکه ‏های تشکیل شده خطی و تانژانت هیپربولیک، به عنوان مدل بهینه معرفی شد. درمجموع می‏توان بیان کرد که شبکه‏ عصبی مصنوعی توانایی مناسبی را در شبیه ‏سازی داده‏ ها و بررسی ضریب حساسیت آن ها نشان داده است.

    کلیدواژگان: عملکرد موتور، آلاینده‏ های موتور، نانو لوله کربنی، مدل‏ سازی با شبکه عصبی مصنوعی
|
  • Amir Mardani *, Amir A.Beige, Mohammadreza Madani, Alireza Ramezani Pages 1-24
    In this work, film cooling of a 10N thrust chamber is investigated using different numerical models. The thruster is modeled by feeding gas at a chemical equilibrium state from the inlet. Heat flux is computed for different flow rates of the coolant and is compared to the analytical Bartz equation for the no coolant case. In the second part, solid wall heat conduction is modeled, and the computed wall temperature profile is compared to the available experimental data. Chemical dissociation of MMH in the coolant layer is modeled by constructing a chemical mechanism for the reactions of Methyl Hydrazine with Nitrogen Tetroxide. Chemical reactor modeling shows a close prediction to other available data for the combustion of MMH/NTO system. To assess the effect of different cooling mechanisms in the coolant layer, different approaches for heat transfer modeling with different levels of complexity are investigated in this paper. The considered models include cold gas, reactive gas, cold droplets, and a reactive evaporating layer of droplets. For the most sophisticated model considered (reactive evaporating layer of droplets), a 48% reduction of heat flux is computed at the throat when 20% of the fuel is used as the coolant. Also, when solid wall heat conduction is considered, the computed wall temperature profile is closest to the experimental data for the case of 20% of the fuel as coolant.
    Keywords: Film Cooling, Thruster, Hypergolic, Two-phase Flows
  • Maryam Jabraeili, Razieh Pourdarbani *, Bahman Najafi, Ali Nematolahzadeh Pages 25-39

    Initially, adding B5 to diesel fuel was led to reduce CO emissions and fuel consumption and increase torque and brake power. In the next step, alumina and silica nanoparticles were added separately to the diesel-biodiesel fuel at 30, 60, 90 and 120 ppm. The results showed that SiO2, compared to Al2O3, improved the performance and reduced emissions which resulted in 21.6% increase in brake power at 90 ppm, 8.1% decrease in CO2, 56.16% decrease in CO, 3.05% decrease in fuel consumption and a very slight increase of 0.57% and 0.6% in NOX and NO, respectively. Then SiO2_Al2O3 composite samples with different ratios were added to diesel-biodiesel fuel. Among the nanocomposites, B5Al60Si60 had the highest power and torque, resulting in a 1.44% increase in torque and a 1.64% increase in brake power compared to diesel fuel and a reduction of 39.21%, 9.9%, 10, 6.9% and 6.85% in CO, CO2, NO and NOX, respectively. A multilayered neural network with one and two hidden layers and two types of sigmoid activation and hyperbolic tangent were used to analyze the results. The MSE and R values for brake power, CO, CO2, NO, NOX and torque were 21.10 and 0.9905, 1414/75 and 0.9910, 0.0009 and 0.9940, 3.94 and 0.9965, 0.00079919, and 0.9905 respectively. In total, the best network is that with the sigmoid activation function and the hidden layer.

    Keywords: Biodiesel, Neural Network, Multilayer Perceptron, Renewable Energy
  • Mohammad Safarzadeh, Ghassem Heidarinejad, Hadi Pasdarshahri * Pages 41-56

    In this paper, a fire whirl in a high-rise room with a gap in one corner is investigated. Methanol fuel is intended. Large Eddy Simulation method was used and the OpenFoam software, one-equation sub-grid model and eddy dissipation combustion model were performed. Results in two different conditions (fuel bed of 5.8 and 7 cm) were obtained and compared with the experimental results. By comparing the numerical results with the experimental results, it is observed that the numerical results of the mean temperature in the middle and corner of the room are consistent with the experimental results. The results of the various sub-grid models in the center line show that the WALE model fits better with the experimental results and also the performance of the two one-equation and Smagorinsky sub-grid models is lower than WALE. On average, the relative error percentage of the WALE model is 7.3 percent, while each of the Smagorinsky and one-equation models have error of 8 and 8.9 percent compared to the experimental results, respectively. The results of the three sub-grid models in the corner are not significantly different and are more consistent with the experimental results. The corner line error of the room being less than 8%.

    Keywords: Fire whirl, Large Eddy Simulation, WALE, Smagorinsky, One equation subgrid scales
  • MohammadReza Morad *, Alireza Ramezani Pages 57-72

    Spray impingement on a solid surface has been studied. A flow blurring injector is used to atomized the liquid. In this type of injector, a back flow of air penetrates into the liquid orifice at the orifice exit just before the injection surface. The remained air flow rate also squeezes the two phase flow at the orifice exit. Here, the film thickness formed by the impingement of the spray with a thin wall is measured using imaging techniques. The results showed that in the high volumetric liquid flow rate there is a liquid film on solid surface which can lead to incomplete combustion. There are many parameters which can affect the liquid film on the surface like: liquid and gas flow rate and distance from nozzle to surface. In this study it is intended to measure and analyze the liquid film which is formed by the spray of the novel injector named flow blurring injector and investigate the effect of aforementioned parameters.

    Keywords: spray, liquid film, flow blurring injector
  • Seyed MohammadMahdi Sabet Pages 73-88

    Combustion of a mixture of inhomogeneity reactants is a type of combustion that has been used since 1997. All previous studies have been done on this type of outdoor combustion. The aim of this study was to investigate the numerical effect of different levels of inhomogeneity on flame length at different velocities and ratios in closed space without the presence of ambient air and its influence on flame. In this numerical study, the configuration modeling of Navier Stokes equations using Reynolds averaging method has been used. The results show that the flame length during a given inhomogeneity has a low limit so that the flame length increases before and after the inhomogeneity. This length of inhomogeneity varies at different velocities and equivalence ratios. The results also show that the flame length in the non-premixed state is less than the flame length when the fuel / air mixture is almost pre-mixed in the ignition chamber but as the equivalence ratio decreases, the difference is expected to be equal. The lower flame length values in the non-mixed state will be greater than the near-mixed state. Also, the cross-sectional area of the flame inside the chamber changes significantly both in length and width by changing the length of the inhomogeneity.

    Keywords: Turbulent Combustion, Inhomogeneity, flame length, Combustion chamber
  • Kavan Ghavami, Farhad Rahmani *, Faranak Akhlaghian Pages 89-101

    The aims of this study were to immobilize K2O nanoparticles over bentonite clay; and evaluate and compare its performance with that of bare K2O nanoparticles in order to study the role of mineral support in the biodiesel production. For this purpose, a heterogeneous K2O/Bentonite nanocatalyst was sonochemichally prepared by loading 30 wt.% potassium hydroxide over bentonite and used in the transesterification reaction of sunflower oil. The obtained result was compared with homogeneous KOH catalyst and bare K2O. The physico-chemical properties of synthesized composite were investigated using XRD, FESEM, EDX, BET and FTIR analyzes. The results of the characterization analysis indicate the successful synthesis of the synthesized sample and suitable surface and structural properties of this sample for use in the transesterification process. XRD analysis confirmed the formation of the crystalline phase of K2O in the synthesized sample. FESEM images showed that the surface of bentonite has been covered by small K2O nanoparticles with uniform size distribution and dispersion. The results of EDX analysis confirmed the presence of all the elements used and there was no impurity in the catalyst structure. The catalytic results of the samples in operating conditions of methanol to oil molar ratio of 12:1, catalyst amount of 3 wt.%, reaction temperature of 65 C and reaction time of 3 h indicate acceptable efficiency of synthesized nanocomposite with production yield of 95.17% compared with K2O and KOH samples which had 80.57% and 76.62% production efficiencies, respectively. Also, biodiesel properties, were measured and compared to standards.

    Keywords: K2O, Bentonite, Sonochemistry Procedure, sunflower oil, Biodiesel
  • leila shakeri, ali asghari *, Ahmad Taghizadeh-Alisaraei Pages 103-116

    Blended biofuels such as biodiesel and bioethanol besides adding carbon nanotubes as catalysts to diesel fuel significantly improve engine performance and reduce emissions. In this study, biodiesel (5%) was initially added to the diesel fuel to evaluate engine performance and its emissions. The studied fuels were prepared as MWENT-COOH nanoparticles (30, 60 & 90 ppm) were added to the fuels of B5 (5% biodiesel and 95% diesel) and E6 (6% bioethanol and 94% diesel) and E3 (3% bioethanol and 97% diesel). Experiments were performed in triplicates and a multilayer feed-forward back-propagation (FFBP) artificial neural network (ANN) was used for modeling the obtained results. Fuel type, engine speed, density, viscosity, the thermal value of the fuel, inlet manifold pressure, fuel consumption, exhaust gas temperature, oil temperature, oxygen in the exhaust gases, relative humidity and pressure of inlet air were considered as independent or inlet layer parameters. Output layer parameters included engine performance and emission. The results represented the decrease in emissions of CO and unburned hydrocarbons and specific fuel consumption as well as an increase in nitrogen oxides emissions. Considering the R^2 and MSE, the ANN model based on the sigmoid learning function was introduced as the optimal one in comparison to the linear and hyperbolic tangent networks. The values of the regression coefficient (R^2) were also obtained for training, evaluation, and testing of the optimal network model. In conclusion, it can be mentioned that ANN was the most effective model in simulating the obtained data and investigating the sensitivity coefficient.

    Keywords: Engine Performance, Engine emissions, Carbon nanotubes, Artificial neural network modeling