Doğal gaz yakıtına hidrojen ilavesinin CO2 emisyonu ve yanma sürecine etkisi
The effect of hydrogen addition to natural gas on CO2 emissions and combustion process
- Tez No: 1002255
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN EMRE DOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Otomotiv Mühendisliği, Mechanical Engineering, Automotive Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada petrol türevi yakıtların kullanımından ortaya çıkan sera gazlarının sebep olduğu küresel ısınmanın azaltılması için farklı yakıtların bir arada kullanılmasına yönelik teorik bir çalışma yapılmıştır. İçten yanmalı motorlarda doğal gaz yakıtına hidrojen ilavesinin egzoz gaz emisyonu ve yanma süreci üzerindeki etkisini görebilmek için tek boyutlu hesap yapan AVL Boost programı kullanılarak bu süreçler simüle edilmiştir. Kurulan motor modelinde yanma süreci, tek Vibe ve çift Vibe yaklaşımı olmak üzere iki ana başlık altında incelenmiştir. Yapılan modelin doğrulama çalışmalarında doğal gaz yakıtı ile 2000 devir/dakika motor dönme sayısı, 7 bar ortalama efektif basınç ve 2250 devir/dakika, 6,5 bar ortalama efektif basınç noktaları kullanılmıştır. Doğal gaz yakıtı ile iki farklı noktada doğrulanmış modelde, yakıt içerisine kütlesel olarak 5, 10 ve %15 oranında hidrojen ilave edilmiştir. Hidrojen ilave edilmesi sonucunda silindir içerisindeki en yüksek basınç değerleri sınırlı ölçüde artış göstermiştir. Burada değişimi kısıtlayan sebep ise kullanılan Vibe yaklaşımında yanma süresi bilgisinin kullanıcı tarafından belirlenmesidir. Bu çalışmanın başlangıcında yanma süresi doğal gaz yakıtına göre sabit alınmıştır. Daha sonra yanma süresi diğer Vibe değişkenleri sabit kalacak şekilde 1-5 KMA arasında azaltılmış ve bunun sonucunda basınç değerleri artmıştır. Fakat Vibe denklemindeki diğer iki parametreyi sabit tutarak sadece yanma süresinin kısaltılması, ortalama indike basınç üzerinde olumlu bir etki doğurmamıştır. Sonuç olarak %10 oranında H2 ilavesi ile doğal gaza göre özgül yakıt tüketimi %12,5 azalmıştır. Sera gazları içerisinde yer alan CO2'te ise bu azalma %21 civarında gerçekleşmiştir.
Özet (Çeviri)
This study presents a theoretical investigation into the use of different fuels in combination to reduce global warming caused by greenhouse gases resulting from the use of hydrocarbon fuels. The effects of adding hydrogen to natural gas on exhaust emissions and the combustion process in internal combustion engines were simulated using the one-dimensional AVL Boost software. The combustion process was analyzed under two main categories: single-Vibe and double-Vibe approaches. For the validation of the model, natural gas was used at two specific operating points: engine speed was 2000 rpm, brake mean effective pressure (BMEP) was 7 bar and engine speed was 2250 rpm, BMEP was 6.5 bar. Following the validation, hydrogen was added to the natural gas at mass fractions of 5%, 10%, and 15%. The results indicated that the peak cylinder pressure increased to a limited extent with the addition of hydrogen. This limitation is attributed to the requirement of the Vibe approach, where the burn duration must be manually defined by the user. Initially, the burn duration was kept constant based on experimental results for natural gas. Subsequently, the burn duration was reduced between 1-5 crank angle while keeping other Vibe parameters constant. Under these conditions, the maximum cylinder pressure has increased. However, this adjustment did not yield a positive impact on the indicated mean effective pressure (IMEP). As a result, adding 10% H2 to the fuel reduced the specific fuel consumption by 12.5% compared to natural gas. The reduction in CO2, which is a greenhouse gas, was around 21%.
Benzer Tezler
- Dizel-biyodizel yakıt karışımlarına nano parçacık (B2O3) ilavesinin motor performansına ve emisyonlara etkisinin incelenmesi, ekserji analizi ve optimizasyonu
Investigation of the effect of addition of nano particles (B2O3) to diesel-biodiesel fuel mixtures on engine performance and emissions, exergy analysis, and optimization
GÜRŞAH GÜRÜF
- HCNG yakıtlı benzin motorunda fraktal yanma modeli ile simülasyon ve parametrik optimizasyon çalışması
Simulation and parametric optimization study with fractal combustion model in HCNG fuelled gasoline engine
EREN ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Otomotiv Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPER TOLGA ÇALIK
- Buhar reformasyonu ile doğal gaz, LPG ve nafta'dan hidrojen üretimi
Hydrogen production by steam reforming of natural gas, LPG & naphtha
ENDER TAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REHA YAVUZ
- Investigation of the effects of alternative fuel use on performance and emissions in a compression ignition (CI) diesel engine
Sıkıştırmalı ateşlemeli bir dizel motorda alternatif yakıt kullanımının performans ve emisyon değerleri üzerindeki etkilerinin araştırılması
FERHAT EKİN
Doktora
İngilizce
2024
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN AZMİ ÖZSOYSAL
DR. ÖĞR. ÜYESİ HİKMET ARSLAN
- Kare gaz brülör-kazan sistemlerinde yanma ile emisyon analizleri ve optimizasyon
Combustion and emission analysis of square body burner–boiler systems and system optimisation
MUSTAFA KEMALETTİN BÜYÜKAKIN
Doktora
Türkçe
2019
Mühendislik BilimleriTrakya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMİHA ÖZTUNA