Hidrojen katkısının dizel motor performansı üzerindeki etkileri
Effects of hydrogen addition on diesel engine performance
- Tez No: 1021309
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ÇAKIR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gemi Mühendisliği, Marine Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Küresel enerji talebinin artması ve fosil yakıtların çevresel etkilerinin sınırlandırılması zorunluluğuyla içten yanmalı motorlar için sürdürülebilir alternatif yakıt arayışları hızlanmıştır. Hidrojen yüksek yayılma hızı, geniş tutuşabilirlik sınırları ve karbon içermeyen yapısı ile dizel motorlarda çift yakıtlı çalışma stratejisi için en güçlü adaylardan birisi olarak öne çıkmaktadır. Bu çalışmada, doğal emişli, tek silindirli, dört zamanlı bir dizel motorun emme havasına kontrollü biçimde verilen hidrojenin yanma davranışı ve performans parametreleri üzerindeki etkileri deneysel olarak araştırılmıştır. Deneyler, motorun yarım gaz konumunda (1500 d/d) yüksüz olarak çalıştırılması sonrasında dinamometre ile yüklenerek 1400, 1300 ve 1200 d/d motor hızlarında sabit tutulması ve farklı debilerde hidrojen katkısıyla çift yakıtlı çalışma koşulu oluşturulması ile gerçekleştirilmiştir. Deneyler kapsamında indike performans göstergeleri, silindir içi basınç, basınç artış oranı, ısı salım oranı, kümülatif ısı salımı, yanma fazları, indike iş, indike ortalama efektif basınç (IMEP) ve özgül yakıt sarfiyatı değerleri hesaplanmış ve analiz edilmiştir. Elde edilen bulgular, hidrojen katkısının motorun performans karakteristiğinde pozitif yönde değişim ortaya koymuştur. Motor yükünün artmasıyla beraber hidrojenin yanmayı hızlandırıcı etkisi ön plana çıkmıştır. Hidrojen ilavesi genel olarak indike gücü ve fren termal verimini iyileştirirken, yüksek enerjili hidrojenin emme havasıyla silindire girmesi motor devrini artırma eğilimi sergilemiştir. Buna karşılık motorun mekanik governörü aynı güç/devir şartını korumak amacıyla ana dizel enjeksiyon miktarını otomatik olarak azaltmaktadır. Bunun sonucu olarak dizel yakıt debisinde hidrojen katkı oranına bağlı bir azalma meydana gelmiştir. Silindire emilen hava miktarı büyük oranda sabit kaldığından hava fazlalık katsayısının artmasına ve karışımın fakirleşmesine yol açmıştır. Bu durum motorun fren özgül yakıt tüketimi değerlerinde azalma olarak sonuçlanmıştır.
Özet (Çeviri)
With increasing global energy demand and the necessity to limit the environmental impacts of fossil fuels, the search for sustainable alternative fuels for internal combustion engines has accelerated. Hydrogen stands out as a strong candidate for dual-fuel operation in diesel engines due to its high diffusion rate, wide flammability limits, and carbon-free structure. In this study, the effects of hydrogen, controlledly introduced into the intake air of a naturally aspirated, single-cylinder, four-stroke diesel engine, on combustion behavior and performance were experimentally investigated. Initially running unloaded at half-throttle (1500 RPM), the engine was loaded via a dynamometer to maintain constant speeds of 1400, 1300, and 1200 RPM, establishing dual-fuel conditions with various hydrogen flow rates. Key parameters analyzed included indicated performance indicators, in-cylinder pressure, pressure rise rate, heat release rate, cumulative heat release, combustion phases, indicated work, indicated mean effective pressure (IMEP), and brake specific fuel consumption (BSFC). Findings revealed that hydrogen addition positively affected the engine's performance characteristics. As engine load increased, hydrogen's combustion-accelerating effect became more prominent. While hydrogen generally improved indicated power and brake thermal efficiency, introducing high-energy hydrogen into the cylinder tended to increase engine speed. Consequently, the mechanical governor automatically reduced the main diesel injection quantity to maintain constant power and speed conditions. This reduction in diesel fuel flow rate correlated with the hydrogen addition ratio. Because the intake air volume remained largely constant, the excess air ratio increased, resulting in a leaner mixture. Ultimately, this led to a decrease in the engine's BSFC.
Benzer Tezler
- Tek silindirli dizel bir motorda amonyak katkısının motor performans parametreleri üzerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of ammonia addition on engine performance parameters in a single cylinder diesel engine
FATİH HARUN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Gemi MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÇAKIR
- Impact of electrification on diesel emissions for 13L long-haul trucks
13L uzun yol tırlarında elektrifikasyonun dizel emisyonlar üzerine etkisi
MUSTAFA CANER BULUT
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL BAYEZİT
- İstanbul'da ulaştırma sektörünün iklim değişikliğine etkisinin belirlenmesi
Determining the impact of the transportation sector on climate change in Istanbul
TUĞBA DOĞAN GÜZEL
Doktora
Türkçe
2021
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR ALP
- Green gas, a new emission reducing system as a solution to global warming
Küresel isinmaya çözüm olarak yeni bir emisyon azaltma sistemi; yeşil gaz
BÜŞRA ÜNAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
EnerjiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜKERREM ŞAHİN
- Gemi yakıtlarında hidrojen katkısının kullanımı; bir dizel motordaki salım değerleri üzerine etkisinin analizi
Use of hydrogen additive in ship fuels; an analysis of the effect on emissions in a diesel engine
YAVUZ ALİ IŞIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Gemi MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiGemi Makineleri İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURAK KÖSEOĞLU