Geri Dön

Dizel motorlarında doğal gaz kullanımının sayısal incelenmesi

Numerical investigation of natural gas utilization in diesel engine

  1. Tez No: 911567
  2. Yazar: ORHAN NAZIM AKSU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ZEHRA ŞAHİN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Gemi Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Otomotiv Mühendisliği, Marine Engineering, Mechanical Engineering, Automotive Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Dizel motoru, Termodinamik esaslı çok bölgeli çevrim modeli, Çift yakıtlı yanma, Motor karakteristikleri, NO egzoz emisyonu, Diesel engine, Thermodynamic based multi-zone cycle model, Dual fuel combustion, Engine characteristics, NO exhaust emission
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 190

Özet

Bu çalışmada; dizel motorlarında doğal gaz-dizel yakıtı (DG-DY) çift yakıt uygulamasının yanma, motor performansı, yakıt maliyeti ve egzoz emisyonları üzerindeki etkileri sayısal olarak incelenmiştir. Bu amaçla dizel motoru çevriminin hesaplanabilmesi için termodinamik esaslı çok bölgeli bir çevrim modeli geliştirilmiştir. Geliştirilen modelin saf dizel yakıtı (SDY) ve DG-DY çift yakıt durumları için doğruluğunun kontrolü; deneysel sonuçlarla ve literatürde doğruluğu ispatlanmış sayısal ve deneysel sonuçlarla karşılaştırmalar yapılarak gerçekleştirilmiştir. Daha sonra bu model kullanılarak güncel bir otomobil dizel motorunda 2000 d/d devir sayısında, tam gazda ve tam yük altında emme havasına farklı oranlarda (EHFO'da) doğal gazın (DG'ın) eklenmesi ile ilgili üç farklı yöntem sayısal olarak incelenmiştir. İlk uygulamada SDY ile üretilen 30.5 kW'lık efektif güç sağlanacak şekilde EHFO'da DG eklenmiştir ve püskürtülen dizel yakıtı (DY) miktarı azaltılmıştır. Uygulama sonunda, silindir basınçlarının, açığa çıkan ısı oranlarının (AÇIO'nun), NO emisyonunun önemli ölçüde azaldığı ve özgül yakıt tüketiminin (ÖYT) ve CO emisyonunun önemli ölçüde arttığı belirlenmiştir. İkinci uygulamada SDY'deki 0.707'lik ekivalans oranı sağlanacak şekilde EHFO'da uygun miktarda DG eklenmiştir ve püskürtülen DY azaltılmıştır. Uygulama sonunda, silindir basınç değerlerinin ve AÇIO'nun azaldığı ve ÖYT'de de pek fazla kötüleşme olmaksızın CO ve NO emisyonlarının önemli ölçüde azaldığı belirlenmiştir. Üçüncü uygulamada püskürtülen DY miktarı değiştirilmeden emme havasına düşük oranlarda DG eklenmiştir. Burada DG oranı arttıkça ÖYT'nin arttığı, CO emisyonunun önemli ölçüde arttığı, NO emisyonunun ise kısmen azaldığı görülmüştür.

Özet (Çeviri)

In this study, the effects of natural gas-diesel fuel (NG-DF) dual fuel applications on combustion, engine performance, fuel cost and exhaust emissions in diesel engines were investigated numerically. For this purpose, a thermodynamic based multi-zone cycle model was developed to calculate the diesel engine cycle. The reliability of the developed model for neat diesel fuel (NDF) and NG-DF dual fuel cases was checked by comparing it with experimental results and with that of numerical and experimental results proven in the literature. Then, using this model, three different methods were numerically investigated for adding natural gas (NG) to the intake air at different ratios (IADRs) in a current automobile diesel engine at 2000 rpm, full throttle and under full load. In the first application, NG was added to IADRs to provide 30.5 kW effective power produced by NDF and the injected diesel fuel (DF) was reduced. At the end of the application, it was determined that cylinder pressures, heat release rates (HRRs), NO emission decreased significantly, and specific fuel consumption (BSFC) and CO emission increased significantly. In the second application, NG was added to IADRs to provide the equivalence ratio of 0.707 which occurs for NDF and injected DF was reduced to a suitable amount. In conclusion, it was determined that cylinder pressure values, HRRs decreased, and CO, NO values decreased significantly without much deterioration in BSFC. In the third application, NG was added to the intake air at low ratios without changing amount of the injected DF. Here, it was observed that as the NG ratio increased, BSFC increased, CO emission increased significantly and whereas NO emission partially decreased.

Benzer Tezler

  1. An alternative fuel assessment model for ships and experiments on the effect of methanol on diesel engines

    Gemiler için bir alternatif yakıt değerlendirme modeli ve metanolün dizel motorlarda etkileri üzerine deneysel çalışma

    BURAK ZİNCİR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Denizcilikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CENGİZ DENİZ

  2. Investigation of the effects of alternative fuel use on performance and emissions in a compression ignition (CI) diesel engine

    Sıkıştırmalı ateşlemeli bir dizel motorda alternatif yakıt kullanımının performans ve emisyon değerleri üzerindeki etkilerinin araştırılması

    FERHAT EKİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OSMAN AZMİ ÖZSOYSAL

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HİKMET ARSLAN

  3. Dizel motorlarda biyodizel kullanımının motor aşınmasına olan etkilerinin incelenmesi

    Investigating the effect of biodiesel usage on the engine wear in diesel engines

    MESUT NİYET

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Makine MühendisliğiDumlupınar Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ÖZER AYDIN

  4. Biyogazın çift yakıtlı bir dizel motorunda ana yakıt olarak kullanımının deneysel incelenmesi

    Experimental investigation of use as a major fuel in a dual fuel diesel engine of biogas

    EMRE AYTAV

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    EnerjiEge Üniversitesi

    Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜNNUR KOÇAR

  5. Gemilerde organik rankine çevrimine dayalı atık ısı geri kazanım sistemlerinin ileri termal analizleri ve termo-ekonomik optimizasyonu

    Advanced thermal analyses and thermo-economic optimization of waste heat recovery systems based on organic rankine cycle onboard ships

    MEHMET AKMAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELMA ERGİN