Motorin ve biyodizel karışımlarının motor gürültüsü ve emisyonlara etkisi
Effects of blends of diesel and biodiesel on engine noise and emissions
- Tez No: 904112
- Danışmanlar: PROF. DR. CAN HAŞİMOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Otomotiv Mühendisliği, Automotive Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 85
Özet
Bu çalışmada, biyodizel ve dizel yakıt karışımlarının tek silindirli bir dizel motorun performansı, emisyonları, gürültüsü ve titreşimi üzerindeki etkileri 1800 ve 2800 devir/dakika motor hızlarında kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Biyodizel, dizel yakıta göre daha düşük kalorifik değere sahip olmasına rağmen, yüksek viskozitesi, setan sayısı ve parlama noktası gibi özellikleri ile motor performansında önemli etkiler yaratmaktadır. Araştırmada, saf motorin (D100) ve biyodizelin %10 (B10) ve %20 (B20) oranında karıştırıldığı üç farklı yakıt türü kullanılmıştır. Deneysel veriler, motorun tork, egzoz sıcaklığı, gürültü, titreşim ve emisyon parametrelerini değerlendirmekte kullanılmıştır. Sonuçlar, biyodizel karışımlarının motor performansını tam yükte nispeten koruduğunu ancak benzer güç çıkışı elde etmek için daha fazla yakıt tüketimine neden olduğunu göstermiştir. Biyodizelin yüksek oksijen içeriği ve setan sayısı, yanma verimliliğini artırarak karbon monoksit (CO) ve yanmamış hidrokarbon (HC) emisyonlarını düşük ve orta motor yüklerinde azaltmıştır. Ancak, biyodizelin oksijen içeriği ve daha uzun tutuşma gecikmesi, özellikle tam yük koşullarında yüksek yanma sıcaklıklarına yol açmış ve bu da azot oksit (NOx) emisyonlarında artışa neden olmuştur. Motor gürültüsü incelendiğinde, biyodizel karışım oranı arttıkça 1800 d/dk'da gürültü seviyelerinde artış, 2800 d/dk'da ise azalma gözlemlenmiştir. Bu durum, biyodizelin düşük devirlerde motor gürültüsünü artırırken, yüksek devirlerde gürültü seviyesini düşürdüğünü göstermektedir. Motor titreşimlerinde ise, 1800 d/dk'da tam yük koşullarında azalma, 2800 d/dk'da ve B20 karışımı ile artış görülmüştür. Titreşimdeki bu artış, biyodizelin viskozitesine bağlı olarak artan tutuşma gecikmesi ile ilişkilendirilmiştir. Egzoz gazı sıcaklıkları, biyodizel karışımları ile hafifçe artmış ve daha eksiksiz yanma süreciyle uyumlu olarak karbondioksit (CO₂) emisyonlarında da artış gözlemlenmiştir. Bu dezavantajlara rağmen, biyodizelin CO ve HC gibi kirleticilerde sağladığı azalma, bu yakıtı geleneksel dizele kıyasla daha çevre dostu bir alternatif yapmaktadır. NOx emisyonlarının yönetimi ve motor performansı üzerindeki etkilerin iyileştirilmesi için egzoz gazı devridaimi (EGR) ve son işlem teknolojileri gibi yöntemler uygulanmalıdır. Ayrıca, biyodizelin viskozite ve kalorifik değer özelliklerinin iyileştirilmesi, motor performansı ve emisyon kontrolü üzerindeki olumlu etkileri artırabilir.
Özet (Çeviri)
In this study, the effects of biodiesel and diesel fuel blends on the performance, emissions, noise, and vibration of a single-cylinder diesel engine were comprehensively evaluated at engine speeds of 1800 and 2800 revolutions per minute (rpm). Despite having a lower calorific value compared to diesel fuel, biodiesel exhibits significant effects on engine performance due to its high viscosity, cetane number, and flash point characteristics. The study utilized three different fuel types: pure diesel (D100) and blends containing 10% (B10) and 20% (B20) biodiesel. Experimental data were collected to assess parameters such as engine torque, exhaust temperature, noise, vibration, and emissions. The results showed that biodiesel blends maintained engine performance relatively well under full load conditions, but achieving similar power output required higher fuel consumption. The high oxygen content and cetane number of biodiesel improved combustion efficiency, thereby reducing carbon monoxide (CO) and unburned hydrocarbons (HC) emissions at low and medium engine loads. However, due to the high oxygen content and longer ignition delay of biodiesel, increased combustion temperatures were observed under full load conditions, leading to a rise in nitrogen oxides (NOx) emissions. Noise analysis revealed that as the biodiesel blend ratio increased, noise levels rose at 1800 rpm but decreased at 2800 rpm. This indicates that biodiesel increases engine noise at lower speeds while reducing noise at higher speeds. For engine vibrations, a decrease was observed at 1800 rpm under full load conditions, while an increase occurred at 2800 rpm and with the B20 blend. This increase in vibration is associated with the longer ignition delay due to the higher viscosity of biodiesel. Exhaust gas temperatures increased slightly with biodiesel blends, and consistent with a more complete combustion process, carbon dioxide (CO₂) emissions also rose. Despite these drawbacks, the reduction in pollutants such as CO and HC makes biodiesel a more environmentally friendly alternative to conventional diesel. To manage NOx emissions and enhance engine performance, techniques such as exhaust gas recirculation (EGR) and after-treatment technologies should be implemented. Additionally, improving the viscosity and calorific value characteristics of biodiesel could enhance its positive impact on engine performance and emission control.
Benzer Tezler
- Atık yağlardan üretilen biyodizelin tek silindirli bir dizel motorun performans, egzoz emisyonları ve titreşimine olan etkilerinin incelenmesi
Investigation the effects of biodiesel produced from waste oil on the single cylinder diesel engine performance, exhaust emissions and vibration
NECDET ALÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiDüzce ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SUAT SARIDEMİR
- Çay tohumu biyodizelinin motorin ve etanol ile karışımlarının tek silindirli bir dizel motorda farklı enjektör basınçlarındaki motor performansı, egzoz ve gürültü emisyonlarına etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of mixtures of tea seed biodiesel with diesel fuel and ethanol on engine performance, exhaust and noise emissions at different injector pressures in a single cylinder diesel engine
BETÜL ERÇEK SERİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiNecmettin Erbakan ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH AYDIN
- Ayçiçeği metil esterinin motor titreşimine ve gürültüsüne olan etkilerinin deneysel analizi
Experimental analysis of the effects of sunflower methyl ester on engine vibration and noise
EKREM ERDAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Mühendislik BilimleriDüzce Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SUAT SARIDEMİR
- Pamuk yağı metil esteri ve enjektör basıncının motor performansına, titreşimine ve gürültüsüne olan etkilerinin incelenmesi.
Investigation the effects of cotton oil methyl ester and injektor pressure on engine performance, vibration and noise
SÜLEYMAN KAPLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyoteknolojiDüzce Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SUAT SARIDEMİR
- Biyodizelin bir gemi dizel motorunun performansına olan etkisinin deneysel olarak incelenmesi
An experimental study on the performance of a marine diesel engine using blends of diesel fuel with biodiesel
ERİNÇ DOBRUCALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. SELMA ERGİN