Metan-hidrojen ön karışımı kullanılan bir dizel motorda sıkıştırma oranı ve yakıt kompozisyon etkisinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of effect of compression ratio and fuel composition in a port fuelled methane-hydrogen diesel engine
- Tez No: 638064
- Danışmanlar: PROF. DR. METİN GÜMÜŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 159
Özet
Artan enerji talebiyle birlikte fosil yakıt kaynakları gün geçtikçe azalmaktadır. Küresel enerji ihtiyaçlarını karşılamak için alternatif yakıtlar uzun bir süredir ulaşım ve endüstriyel alanda yaygınca kullanılan kaynaklardır. Alternatif yakıtlar arasında bulunan doğalgaz günümüzde ulaşım, endüstriyel ve evsel alanda enerji kaynağı olarak kullanılmaktadır. Doğalgaz, en başta ekonomik olması ve çevreye daha az zarar vermesi nedeniyle günümüzde araçlarda kullanımı hızla yaygınlaşmaktadır. Ancak, doğalgazın dizel motorlarda kullanılması durumunda bazı teknik sorunlarla karşılaşılmaktadır. Yapılan çalışmalar incelendiğinde özellikle düşük yükte yüksek yanmamış hidrokarbon emisyonu, yüksek yakıt tüketimi ve efektif verim kaybı görülürken yüksek yükte vuruntu oluşumunun ve azot oksit emisyonlarının arttığı görülmektedir. Bu çalışmada, binek tipi bir taşıtta kullanılan ortak hat yakıt enjeksiyon teknolojisine sahip dizel motor sabit devirde, farklı sıkıştırma oranlarında ve yüklerde testlere tabi tutulmuştur. Alternatif yakıt olarak emme portundan metan gazı ile hacimsel olarak % 5 ve % 10 oranlarında hidrojenle zenginleştirilmiş metan gazı kullanılmıştır. Sıkıştırma periyodunda gaz yakıt-hava karışımını tutuşturmak için küçük miktarda dizel yakıt pilot yakıt olarak kullanılmıştır. Sıkıştırma oranı silindir kapak contasının değiştirilmesiyle ayarlanmıştır. Farklı çalışma koşullarında elde edilen dizel yakıt ve alternatif yakıt bulguları birbirleriyle kıyaslanmıştır. Çalışma sonucunda alternatif yakıtların orijinal motorda yüksek yükte vuruntuya yol açtığı ve is miktarını artırdığı, ancak sera gazı ve yanmamış hidrokarbon emisyonlarını azalttığı görülmüştür. Sıkıştırma oranı azaltılması durumunda ise yüksek yüklerde vuruntunun azaldığı, özgül yakıt tüketiminin dizel seviyelerine düşürüldüğü, azot oksit, is, karbondioksit ve yüksek yükte hidrokarbon emisyonlarının azaltıldığı belirlenmiştir. Ayrıca, metan gazına hidrojen eklenmesi sonucu hidrokarbon ve karbondioksit emisyonları azalırken efektif verim artmaktadır ve yakıt ekonomisi iyileşmektedir.
Özet (Çeviri)
Fossil fuel sources diminish together with increasing energy demand in process of time. In order to meet global energy requirement alternative fuels have been used in transportation and industrial area for a long time. Natural gas, among the alternative fuels, is used as an energy source for transportation, industrial and in domestic usage nowadays. Because natural gas is firstly economic and environment-friendly fuel with respect to pollutants, it has rapidly found a widespread usage area in vehicles. However, natural gas technically came across some problems in the case of used in diesel engines. When the literature studies were examined, especially at low load it was seen to be highly surpassed the unburned hydrocarbon emissions, specific fuel consumption and observed poor brake thermal efficiency while knock, smoke and NOx formation were observed at high load. In this study, a diesel engine with common-rail fuel injection system used in a light-duty driving car was tested at different loads and compression ratios in a constant speed. For alternative fuels, port fuelled methane and hydrogen enriched methane of 5% and 10% by volume were used. In order to ignite the compressed charge, low amount of the diesel fuel was used as pilot fuel. Compression ratio was changed by using cylinder gaskets between cylinder head and block. Results of the diesel and alternative gas fuels obtained at different operation conditions were compared with each other. Results of the study showed that severe knocking operation and higher smoke emission at original compression ratio-high load condition were observed but greenhouse gas and unburned HC emissions were decreased. By decreasing the compression ratio, knocking decreasing, fuel economy improvement, lower NOx, smoke, CO2 and unburned HC emissions were remarkably observed at high test load. Hydrogen addition in methane was also resulted in lower unburned hydrocarbon and carbon dioxide emissions as well as higher engine effective efficiency and lower specific fuel consumption.
Benzer Tezler
- Buji ateşlemeli motorlarda çevrim atlatma yönteminin kısmi yüklerde incelenmesi
Skip cycle method investigation at part load conditions of spark ignition engines
BARIŞ DOĞRU
Doktora
Türkçe
2013
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR
- Development of heat rejection prediction methodology for selection of cooling elements in diesel engines
Dizel motorlarda soğutma elemanlarının seçimi için ısı atımı tahmin metodolojisinin geliştirilmesi
EMRE EPGÜZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR
DR. EMRE ÖZGÜL
- Direct synthesis of paraffins from combined fFscher Tropsch and hydrocracking
Parafinlerin Fischer-Tropsch ve hidrokraking birleşik yöntemi ile doğrudan sentezi
YUSUF TANUĞUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. NURSEN İPEKOĞLU
- Development of combustion tube experimental setup for underground coal gasification
Yer altı kömür gazlaştırması için yanma tüpü deney düzeneği geliştirilmesi
İSMAİL HAKKI SARIÇAM
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT ÇINAR
- Anaerobik sistemlerde biyogaz içeriğinin enerji üretim sistemlerine etkisi
The effect of biogas content in anaerobic systems on energy production systems
KÜBRA SORGULU
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Çevre MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET DEMİR