Geri Dön

Hidrojen-dizel çift yakıtlı sıkıştırma ile ateşlemeli bir motorda yanma odası geometrisi ve karışım oranının motor performansı ve emisyonlara etkisi

The effect of combustion chamber geometry and mix ratio on engine performance and emissions in a hydrogen-diesel dual fuel compression ignition engine

PDF İndir

  1. Tez No: 799951
  2. Yazar: NURULLAH GÜLTEKİN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MURAT CİNİVİZ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Selçuk Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 149

Özet

Fosil türü yakıtların dünyada sınırlı olması ve bu yakıtların yanması sonucu oluşan zararlı gazlar, temiz, yenilenebilir ve sürdürülebilir enerji kaynağı arayışlarını artırmıştır. Bunun sonucu son yıllarda içten yanmalı motorlardan, hibrit ve elektrikli taşıtlara hızlı bir geçiş yaşanmaktadır. Fakat bu taşıtlardaki şarj ve batarya sorunlarından dolayı, içten yanmalı motorların piyasadaki hakimiyetinin uzun yıllar devam edeceği öngörülmektedir. Bundan dolayı içten yanmalı motorların alternatif enerji kaynakları ile çalışır hale getirilerek performans ve emisyonlarının iyileştirilmesi önemli bir konudur. Hidrojen; temiz, yenilenebilir ve sürdürülebilir bir enerji kaynağı olması nedeniyle fosil türü yakıtlara iyi bir alternatif olma kapasitesine sahiptir. Bu yüzden içten yanmalı motorlarda yenileştirmeler yapılarak performans ve emisyonları iyileştirmek için hidrojen yakıtının kullanılması mümkün görülmektedir. Hidrojenin tek yakıt olarak kullanılmasından dolayı oluşan problemler çift yakıtlı sistemleri ön plana çıkarmaktadır. Bu çalışmada, elektronik kontrollü hidrojen-dizel çift yakıt sistemine sahip, tek silindirli sıkıştırma ile ateşlemeli bir motorda testler gerçekleştirilmiştir. Testler; sabit motor devri (1850 dev/dk.), farklı motor yükü (3, 4.5, 6, 7.5, 9 Nm), farklı hidrojen enjektörü açılma zamanı (1.6, 1.8, 2.0 ms) ve farklı yanma odası tasarımları (Standart, NG1, NG2) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Testler sonucunda motor performansı ve emisyonlar incelenmiştir. Hidrojen enerji oranları kıyaslandığında, tüm yanma odaları için hidrojen enerji oranının %14'e kadar artırılması performans ve emisyonları iyileştirirken, bu değerin üzerine çıkılması performans ve emisyonları olumsuz etkilemektedir. Natural Gyration1 (NG1) ve Natural Gyration2 (NG2) yanma odaları standart (STD) yanma odası ile kıyaslandığında; 9 Nm yük ve %12 hidrojen enerji oranında, NG1 yanma odasında, silindir içi basınç %1.41 artmış, özgül enerji tüketimi %2.29 ve partikül madde emisyonu %8.82 azalmıştır. NG2 yanma odasında, silindir içi basınç %1.98 azalmış, özgül enerji tüketimi %2.66 ve partikül madde emisyonu %5 artmıştır. Tüm veriler değerlendirildiğinde, NG1 yanma odası tasarımının NG2 ve STD yanma odasından daha iyi performans gösterdiği belirlenmiştir. Çalışma sonucunda, hidrojen-dizel çift yakıt moduna uygun hidrojen enerji oranı ve yanma odası tasarımı belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

The limited number of fossil fuels in the world and the harmful gases caused by the burning of these fuels have increased the search for clean, renewable and sustainable energy sources. As a result, there has been a rapid transition from internal combustion engines to hybrid and electric vehicles in recent years. However, due to the charging and battery problems in these vehicles, it is predicted that the dominance of internal combustion engines in the market will continue for many years. Therefore, it is an important issue to improve the performance and emissions of internal combustion engines by making them work with alternative energy sources. Hydrogen; since it is a clean, renewable and sustainable energy source, it has the capacity to be a good alternative to fossil fuels. Therefore, it seems possible to use hydrogen fuel to improve the performance and emissions by making innovations in internal combustion engines. The problems caused by the use of hydrogen as a single fuel bring dual fuel systems to the fore. In this study, tests were carried out on a single cylinder compression ignition engine with an electronically controlled hydrogen-diesel dual fuel system. The tests were carried out at constant engine speed (1850 rpm), different engine load (3, 4.5, 6, 7.5, 9 Nm), different hydrogen injector opening times (1.6, 1.8, 2.0 ms) and different combustion chamber designs (Standard, NG1, NG2). As a result of the tests, engine performance and emissions were examined. When hydrogen energy rates are compared, increasing the hydrogen energy rate up to 14% for all combustion chambers improves performance and emissions, while exceeding this value negatively affects performance and emissions. When Natural Gyration1 (NG1) and Natural Gyration2 (NG2) combustion chambers are compared with the standard (STD) combustion chamber; At 9 Nm load and 12% hydrogen energy rate, in the NG1 combustion chamber, the in-cylinder pressure increased by 1.41%, the specific energy consumption decreased by 2.29% and the particulate matter emission decreased by 8.82%. In the NG2 combustion chamber, the cylinder pressure has decreased by 1.98%, specific energy consumption has increased by 2.66%, and particulate matter emissions have increased by 5%. After evaluating all the data, it was determined that the NG1 combustion chamber design performs better than the NG2 and STD combustion chambers. As a result of the study, the hydrogen energy ratio and combustion chamber design suitable for hydrogen-diesel dual fuel mode have been identified.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    216684

    Bir dizel motorda LPG kullanılması ve farklı özellikteki pilot dizel yakıtının motor performans ve emisyonuna etkisinin incelenmesi

    The usage of LPG in a diesel engine and the observation of the effects of different kinds of pilot diesel fuel on the performance of the engine and emission

    ABDÜL YİĞİT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    Makine MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    Teknik Eğitim Bölümü

    YRD. DOÇ. DR. ABDURRAZZAK AKTAŞ

  2. Tez No

    316054

    İçten yanmalı motorlarda hidrojenin alternatif yakıt olarak kullanılması

    Using hydrogen as alternative fuel in internal combustion engines

    YASİN KARAGÖZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Makine MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. TARKAN SANDALCI

  3. Tez No

    320565

    Çift yakıtlı (Dizel+Hidrojen) bir dizel motorunda enerji ve ekserji analizi

    Energy and exergy analysis of a dual fuel (Diesel+Hydrogen) diesel engine

    MUSTAFA AKAN DERE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Makine MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. METİN GÜMÜŞ

  4. Tez No

    413440

    Düşük ısı kayıplı bir dizel motorda çift yakıt (biyogaz-dizel) kullanımının performans ve emisyonlara etkisi

    Effect of using dual fuel (biogas-diesel) on the performance and emissions of a low heat rejection diesel engine

    İLKER TURGUT YILMAZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Teknik EğitimMarmara Üniversitesi

    Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. METİN GÜMÜŞ

  5. Tez No

    573444

    Biyogaz yakıtlı dizel motorda pilot yakıt miktarının emisyonlar üzerine etkisi

    Effect of pilot fuel amount on emissions of biogas fuelled diesel engine

    MUSTAFA YAVUZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. METİN GÜMÜŞ

    DR. ÖĞR. ÜYESİ İLKER TURGUT YILMAZ

Geri Dön