Geri Dön

Tolüen / etanol karışımlarının homojen dolgulu sıkıştırma ateşlemeli motor performansına etkisinin incelenmesi

Investigation of the effect of toluene/ethanol blends on the performance of homogeneous charge compression ignition engines

PDF İndir

  1. Tez No: 815029
  2. Yazar: AHMET BÖĞREK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. CAN HAŞİMOĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Otomotiv Mühendisliği, Automotive Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 135

Özet

Homojen dolgulu sıkıştırma ateşlemeli motorlar (HCCI), azot oksit emisyonlarının azaltılması ve ısıl verimliliğin aynı anda artırılmasıyla karakterize edilen yeni bir yanma modelidir. Bununla birlikte, düşük motor yüklerinde tekleme ve yüksek motor yüklerinde vuruntu sorunu ortaya çıkar. Düşük oktan sayılı yakıtlar, düşük motor yüklerinde teklemeyi ortadan kaldırmak için kullanılabilirken, yüksek oktan sayılı yakıtlar yüksek motor yüklerinde vuruntu sorununu çözmek için kullanılabilir. Bu tez çalışmasında, farklı kimyasal özelliklere sahip düşük ve yüksek reaktivite yakıt karışımlarının çalışma aralıkları HCCI yanma modunda deneysel olarak incelenmiştir. Sabit sıkıştırma oranının (13:1) kullanıldığı deneylerde giriş hava sıcaklığı 350K'e kadar ısıtılmıştır. Porttan enjeksiyonlu tek silindirli bir motorda yapılan deneylerde silindir içi basınç, yakıt tüketimi, egzoz emisyonları, motor performans parametreleri detaylı olarak incelenmiştir. Deneylerde saf n-Heptan yakıtı referans alınarak % 10 tolüen ve % 90 n-Heptan karışımından oluşan T10 yakıtı, % 10 tolüen, % 10 etanol ve % 80 n-Heptan karışımından oluşan E10 yakıtı, % 10 tolüen, % 20 etanol ve % 70 n-Heptan karışımından oluşan E20 yakıtı ve % 10 tolüen, % 30 etanol ve % 60 n-Heptan karışımından oluşan E30 yakıtı olmak üzere 5 farklı yakıt ile deneyler yapılmıştır. Her bir yakıtın çalışma haritasını belirlemek için farklı hava fazlalık katsayı değerlerinde deneyler yapılmıştır. Yüksek reaktiviteye sahip n-Heptan, T10 ve E10 yakıtları, zengin ve fakir karışım koşullarında HCCI stratejisi için uygun olduğu görülmüştür. Düşük reaktiviteye sahip E20 ve E30 yakıtları ise vuruntu bölgesi sınırında, yüksek motor yüklerinde iyi performans göstermiştir. En yüksek ısıl verim, E30 yakıtıyla aşırı zayıf karışım koşullarında (ʎ = 2.95) elde edilmiştir. E20 yakıtı da E30 gibi iyi bir performans gösterirken, yüksek reaktiviteye sahip yakıt kullanımında, ısı açığa çıkışının büyük bir kısmı ÜÖN'dan önce gerçekleşmesi nedeniyle vuruntu ve ısıl kayıplar oluşmuş ve bu nedenle ısıl verimde düşüşe neden olmuştur. Etanolün düşük reaktiviteye sahip olduğu ve HCCI uygulamalarında kullanılabilmesi için yüksek giriş hava sıcaklığı, yüksek sıkıştırma oranı veya n-Heptan ve tolüen gibi yanmayı iyileştirici katkı maddelerine ihtiyaç duyduğu söylenebilir.

Özet (Çeviri)

Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI) engines are a new combustion model characterized by reduced nitrogen oxide emissions and increased thermal efficiency. However, misfire at low engine loads and knock at high engine loads can arise. Low-octane fuels can be used to eliminate misfire at low engine loads, while high-octane fuels can be used to solve the knock problem at high engine loads. In this thesis, the operating ranges of low and high reactivity fuel mixtures with different chemical properties were experimentally investigated in the HCCI combustion mode. The experiments were conducted using a port-injected single-cylinder engine with a fixed compression ratio (13:1), and the intake air temperature was heated up to 350K. Cylinder pressure, fuel consumption, exhaust emissions, and engine performance parameters were extensively analyzed. The experiments were conducted with five different fuels, including a T10 fuel consisting of 10 % toluene and 90 % n-heptane mixture, an E10 fuel consisting of 10 % toluene, 10 % ethanol, and 80 % n-heptane mixture, an E20 fuel consisting of 10 % toluene, 20 % ethanol, and 70 % n-heptane mixture, an E30 fuel consisting of 10 % toluene, 30 % ethanol, and 60 % n-heptane mixture, and a pure n-heptane fuel as the reference. Experiments were carried out at different air-fuel ratios to determine the operating map of each fuel. High reactivity n-Heptane, T10, and E10 fuels were found to be suitable for HCCI strategies under rich and lean mixture conditions. E20 and E30 fuels with low reactivity performed well at high engine loads near the knock zone. The highest brake thermal efficiency was obtained under extremely lean mixture conditions (λ = 2.95) with E30 fuel. While E20 fuel also performed well like E30, when using high reactivity fuel, the majority of heat release occurred before top dead center (TDC), causing knock and thermal losses, leading to decreased thermal efficiency. Ethanol is considered to have low reactivity and requires high inlet air temperature, high compression ratio, or combustion-enhancing additives such as n-Heptane and Toluene for use in HCCI applications.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    580953

    Organojeller ile çözücü karışımlarının ayrılmasının incelenmesi

    Investigation of the separation of solvent mixtures by organogels

    AYCAN DİLEK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LUTFULLAH MUHAMMED SEVGİLİ

    PROF. DR. SELVA ÇAVUŞ

  2. Tez No

    495278

    Sıvılaştırılmış nitrojenin farklı yakıtlarla çalıştırılan kıvılcım ateşlemeli bir motorun performans ve emisyonlarına etkilerinin incelenmesi

    Investigation of the effects of liquefied nitrogen on performance and emissions of a spark ignition engine operated with different fuels

    AHMET KAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    EnerjiYıldız Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. GÜVEN GONCA

  3. Tez No

    810908

    Development of polymeric gas sensors

    Polimerik gaz sensörlerin geliştirilmesi

    ÖZGE BATIR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. EMRE BÜKÜŞOĞLU

    DOÇ. DR. ERHAN BAT

  4. Tez No

    879064

    Kenevir (Cannabis sativa L.) bitkisinin kimyasal bileşik içeriğinin, antioksidan aktivitesinin ve asetilkolin esteraz enzimi inhibisyonunun belirlenmesi

    Determination of chemical compound content, antioxidant activity and acetylcholine sterase enzyme inhibition of cannabis plant (Cannabis sativa L.)

    VEFA VEFAOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    BiyokimyaMuş Alparslan Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERCAN BURSAL

  5. Tez No

    330532

    Sakkı elması (Malus communis L.)'nın meyve ve çekirdek kısımlarının antioksidan aktivitelerinin mukayesesi

    Comparison of the antioksidant activities of fruit and seed parts of sakki apple (Malus communis L.)

    MEHMET MORTAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    BiyokimyaErzincan Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TAHA ABDÜLKADİR ÇOBAN

Geri Dön