Geri Dön

Atık kızartma yağı biyodizeli-dizel yakıt karışımına farklı nanoparçacık ( SiO2 ve TiO2) eklenmesinin bir dizel motorun termodinamik, ekonomik ve çevresel parametrelerine etkisinin incelenmesi

Investigation of the effects of adding different nanoparticles ( SiO2 and TiO2) to waste cooking oil biodiesel-diesel fuel blends on the thermodynamic, economic, and environmental parameters of a diesel engine

PDF İndir

  1. Tez No: 862764
  2. Yazar: SOROUSH GHOLAMI GHANATI
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. BATTAL DOĞAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Energy, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 163

Özet

Bu tez çalışması kapsamında, farklı konsantrasyonlarda (25 ppm, 50 ppm ve 100 ppm) silisyum dioksit (SiO2) ve titanyum dioksit (TiO2) nanopartiküllerinin atık kızartma yağından elde edilen biyodizel ile dizel karışımına eklenmesinin dizel bir motorun yakıt tüketimi ve emisyonları üzerindeki etkileri sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Motor testleri herhangi bir modifikasyon yapılmadan dört farklı motor yükünde (%25, %50, %75 ve %100), 1700 dev/dk sabit motor devrinde ve 18:1 sabit sıkıştırma oranında gerçekleştirilmiştir. Bu testlerden elde edilen veriler enerji, ekserji, ekserji ekonomik ve ekserji çevresel analizler yapılarak değerlendirilmiştir. Motor deneylerinden elde edilen sonuçların karşılaştırılması amacıyla AVL Boost programı kullanılarak sayısal analiz yapılmıştır. Çalışma sonuçlarına göre, dizel ile biyodizel karışımına (B10) eklenen 100 ppm SiO2 ve TiO2 nanopartikülleri, özgül yakıt tüketimini sırasıyla %2,5 ve %1,2 oranlarına kadar azaltırken, ısıl verimde sırasıyla %2,3 ve %1,1'e varan artışlara neden olmuştur. İncelenen tüm yakıtlarda motor yükündeki artışla birlikte ısıl verim, ekserji verimi, ekserji yıkımı ve entropi üretimi artış eğilimi göstermiştir. Aynı zamanda yakıt karışımlarındaki nanopartikül oranının artmasıyla ısıl verim ve ekserji verimi artmıştır. Nanopartikül katkılı yakıt karışımlarında en yüksek sürdürülebilirlik indeksi, %100 motor yükünde B10Si100 yakıtında 1,213 olarak bulunmuştur. Nanopartikül içeren karışımlarının üretilen güç maliyeti, B10 yakıtına göre ortalama %3,1 oranında artmıştır. Nanopartikül oranı arttıkça üretilen güç maliyeti düşmüştür. B10 yakıtına 100 ppm nanopartikül eklenmesi, çevreye salınan CO2 maliyetini %1,1'e kadar azaltmıştır. Emisyon verileri incelendiğinde, nanopartikül katkılı yakıt karışımlarının CO, HC ve is emisyonlarında, B10 yakıtına kıyasla sırasıyla %66,1, %40,2 ve %55,4'e varan azalmalar gözlenirken, NOx emisyonlarında %36,1'e kadar artışlar tespit edilmiştir. Sayısal ve deneysel sonuçların karşılaştırılması neticesinde, elde edilen veriler arasında %1 ile %5 arasında değişen bir farklılık gözlemlenmiştir.

Özet (Çeviri)

In the scope of this thesis, the effects of adding silicon dioxide (SiO2) and titanium dioxide (TiO2) nanoparticles at different concentrations (25 ppm, 50 ppm, and 100 ppm) to a blend of waste frying oil-derived biodiesel and diesel fuel on the fuel consumption and emissions of a diesel engine were experimentally and numerically investigated. The engine tests were conducted without any engine modifications across a quartet of engine load conditions (25%, 50%, 75%, and 100%), maintaining a constant engine velocity of 1700 rpm and a compression ratio steadfast at 18:1. The gathered tests data underwent a rigorous assessment using energy, exergy, exergoeconomic, and exergoenvironmental analyses, complemented by a numerical analysis via AVL Boost software for comparative purposes. The results showed that the addition of 100 ppm SiO2 and TiO2 nanoparticles to the diesel-biodiesel blend (B10) reduced specific fuel consumption by up to 2.5% and 1.2%, respectively, while leading to increases in thermal efficiency of up to 2.3% and 1.1%, respectively. Across all fuel blends, an increase in engine load correlated with higher thermal efficiency, exergy efficiency, exergy destruction, and entropy production. Moreover, increased nanoparticle content in the fuel blends resulted in higher thermal and exergy efficiency. The highest sustainability index was observed in the B10Si100 fuel blend at 100% engine load, with a value of 1.213. Although the power generation cost of nanoparticle-containing blends increased by an average of 3.1% compared to B10 fuel, it decreased with higher nanoparticle content. Additionally, adding 100 ppm nanoparticles to B10 fuel reduced the environmental cost of CO2 emissions by up to 1.1%. Examination of emission data revealed significant reductions in CO, HC, and particulate matter emissions in nanoparticle-containing fuel blends compared to B10 fuel, while NOx emissions increased by up to 36.1%. A comparative analysis between the experimental and computational data revealed a variance ranging from 1% to 5%.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    864705

    Tek silindirli dizel motorda atık kızartma yağı metil esteri ile polyester iplik üretiminde açığa çıkan atık yağın farklı oranlardaki karışımlarının motor performansına, egzoz emisyonuna ve enjektör aşınmasına etkisinin belirlenmesi

    Determination of the effect of different ratios of mixture of waste oil in the single cylinder diesel engine with the production of methyl ester and polyester yarn on engine performance, exhaust emission and injector wear

    MURAT ARSLAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    ZiraatBursa Uludağ Üniversitesi

    Biyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İLKNUR ALİBAŞ

  2. Tez No

    838692

    Obtaining renewable energy by optimization of the performance and emission responses of the diesel engine with rsm using environmentally friendly fuel blends

    Çevre dostu yakıt karışımları kullanılarak dizel motorun performansı ve emisyon tepkilerinin rsm ile optimize edilmesi ile yenilenebilir enerji elde edilmesi

    HAIDER NASHAAT HASSEN TAHA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Makine MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SAMET USLU

  3. Tez No

    232811

    Biyodizel üretimi ve dizel motorunda motor-yanma karakteristiklerinin incelenmesi

    Biodiesel production and experimental analysis of engine combustion characteristics in diesel engine

    FAHRİ KONCUK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    Makine MühendisliğiAtatürk Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FİKRET YÜKSEL

  4. Tez No

    321599

    Tek silindirli bir dizel motorunda atık kızartma yağı metil esterinin, petrol dizeli ile karışımının ve ön ısıtmalı mısır yağı kullanımının etkisinin deneysel olarak incelenmesi

    Experimental investigation of the effects of waste frying oil methyl ester, blends with petroleum diesel and preheated corn oil usage in a single cylinder diesel engine

    KEREM ÇEVİK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Makine MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NURİ YÜCEL

  5. Tez No

    712625

    Atık kızartma yağı biyodizel – dizel yakıt karışımı ile çalışan bir dizel motoruna asetilen gazı ilavesinin motor performansı ve egzoz emisyonlarına etkisi

    The effect of acetylene gas addition on performance and emission characteristics of a diesel engine fueled with waste cooking oil biodiesel – diesel fuel blends

    KADİR TABAKÇI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Makine MühendisliğiMuş Alparslan Üniversitesi

    Nükleer Enerji ve Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET AKÇAY

    DR. ÖĞR. ÜYESİ İLKER TURGUT YILMAZ

Geri Dön