Bir dizel motorda zeolit maddesinin emisyon ve performans üzerine etkisinin yapay sinir ağları (YSA) ile araştırılması
Investigation of the effect of zeolite on emission and performance in a diesel engine by artificial neural networks (ANN)
- Tez No: 618736
- Danışmanlar: PROF. DR. HANBEY HAZAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Zeolit, Basınç Salınımlı Adsorpsiyon, Dizel motor, Yapay Sinir Ağları, Zeolite, Pressure Swing Adsorption, Diesel engine, Artificial Neural Networks
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Taşıt Dinamiği ve Kontrol Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 119
Özet
İçten yanmalı motor egzozundan yayılan toksik maddelerin insan sağlığına ve doğal çevreye negatif etkisi giderilmek istenen bir konudur. Bu çalışmada, Basınç Salınımlı Adsorpsiyon prensibi ile çalışan bir zeolit filtre tasarlanarak havanın oksijence saflaştırılması ve bu saf oksijenin, bir dizel motorun emme hattına beslenmesi ile motorun egzoz emisyon ve performans parametrelerinin iyileştirilmesi hedeflenmiştir. Zeolitin, yüzey alanını genişletmek, iyon değişimi, adsorpsiyon ve moleküler elek özelliklerini iyileştirmek amacıyla, 2N HCl ve 4N NaOH ile modifikasyonları yapılmıştır. Filtre sisteminde, doğal zeolit, sentetik zeolit, baz modifiyeli zeolit ve asit modifiyeli zeolit kullanılmıştır. ZF'nin zenginleştirdiği oksijen motorun emme manifolduna montaj edilmiş olan oksijen giriş rekoru vasıtasıyla yanma odasına beslenmiştir. Yapılan motor deneylerinde CO, CO2, HC, NOx, duman yoğunluğu, titreşim, gürültü, EGS, ÖYT, FTV değerleri, standart dizel motorda ve 4 farklı zeolit tipinin kullanıldığı koşullarda kayıt altına alınmıştır. Deneysel ölçümler sonucunda, elde edilen veriler YSA'ya eğitim ve test verileri olarak girilerek MATLAB R2016a programında modelleme yapılmıştır. YSA'nın tahmin ettiği değerler ve deneysel sonuçlar kıyaslanarak programın güvenilirliği kontrol edilmiştir. Bu amaçla, her bir egzoz emisyon ve performans parametresi için tahmin edilen değerler ve deneysel değerlerin kıyaslandığı grafikler, regresyon grafikleri ve ortalama karesel hata verileri dikkate alınmıştır. Yapılan ölçümler sonucunda, ZF'nin havadaki azotu PSA prensibi ile absorbe ederek büyükten küçüğe, SZ, BMZ, DZ, AMZ olarak oksijen zenginleştirmesi sağladığı tespit edilmiştir. İşlem sonucunda, CO, HC, duman yoğunluğu ve ÖYT değerlerinde düşüş sağlanmıştır. Buna karşın CO2, NOx, EGS, titreşim, gürültü, değerlerinde artış gözlenmiştir. Deneysel ölçümler sonucunda oluşturulan YSA'nın performansı incelenmiş, YSA'nın tahmin ettiği sonuçlarının kabul edilebilir hata oranlarında olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
The negative effect of toxic substances emitted from the internal combustion engine exhaust to human health and natural environment is an issue that is desired to be eliminated. In this study, it is aimed to design a zeolite filter working with the Pressure Swing Adsorption principle, to purify the air to oxygen and to improve the exhaust emission and performance parameters of the engine by feeding this pure oxygen to the suction line of a diesel engine. The zeolite was modified with 2N HCl and 4N NaOH in order to expand the surface area and improve ion exchange, adsorption and molecular sieve properties. Natural zeolite, synthetic zeolite, base modified zeolite and acid modified zeolite are used in the filter system. The oxygen enriched by ZF was fed into the combustion chamber through the oxygen inlet record mounted on the intake manifold of the engine. In the engine experiments, CO, CO2, HC, NOx, smoke density, vibration, noise, EGS, ÖYT, BSFC values were recorded in the standard diesel engine and under 4 different zeolite types. As a result of the experimental measurements, the data obtained were entered into ANN as training and test data and modeled in MATLAB R2016a program. The reliability of the program was checked by comparing the predicted values and experimental results of ANN. For this purpose, graphs, regression graphs and mean square error data are taken into consideration for the estimated values and experimental values for each exhaust emission and performance parameter. As a result of the measurements, it was determined that ZF absorbs the nitrogen in the air with the principle of PSA and provides oxygen enrichment as large to small, SZ, BMZ, DZ, AMZ. As a result of the process, CO, HC, smoke density and ÖYT values were decreased. On the other hand, CO2, NOx, EGS, vibration, noise, values have increased. The performance of ANN, which was formed as a result of experimental measurements, was examined and it was seen that the ANN's predicted results were in acceptable error rates.
Benzer Tezler
- Klinoptilolit tipi zeolit uygulamalarının dizel bir motorda etkilerinin araştırılması
Investigation of effect of clinoptilolite type zeolit applications in a diesel engine
SELAHATTİN ÖZGÜR FIRAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Otomotiv MühendisliğiFırat ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANBEY HAZAR
- Gemilerde kullanılan seçici katalitik indirgeme sistemlerinde tortu oluşumunun ve azot oksit indirgeme performanslarının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of urea-deposit formation and nitrogen oxide reduction performances in selective catalytic reduction systems used on marine vessels
TALAT GÖKÇER CANYURT
Doktora
Türkçe
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELMA ERGİN
- Bir dizel motorda hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanarak özgül yakıt tüketimi ve emisyonlar açısından piston çanak geometrisinin optimizasyonu
Optimization of piston bowl geometry in terms of fuelconsumption and emissions using computational fluiddynamics in a diesel engine
CANER AKKUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SITKI USLU
- Bir dizel motorda nanopartikül katkısının motor performans ve emisyon üzerindeki etkisinin araştırması
Investigation of the effect of nanoparticle addition on engine performance and emission in a diesel engine
NURCAN EROL
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Otomotiv MühendisliğiFırat ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANBEY HAZAR
- Bir dizel motorda farklı enjeksiyon stratejileri altında dietil eter katkılı etanol/biyodizel yakıtlarının düşük sıcaklıklı yanmasının araştırılması
Investigation of low temperature combustion of diethyl ether added ethanol/biodiesel fuels under different injection strategies in a diesel engine
BAHAR BATMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜJDAT FIRAT