Buji ateşlemeli motorda benzine metanol, toluen, ve nitrometan ilavesinin motor performansı ve egzoz emisyonlarına etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of adding methanol,toluene and nitromethane to gasoline in a spark ignition engine on engine performance and exhaust emissions
- Tez No: 926198
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SAMET ÇELEBİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Otomotiv Mühendisliği, Automotive Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 69
Özet
Bu çalışma, benzinli motorlar için yenilikçi yakıt katkı maddelerini araştırarak çevresel sürdürülebilirliğin ve fosil yakıtların tükenmesinin getirdiği zorlukların çözüm yöntemlerini ele almaktadır. Benzine alkol olarak metanol, toluen ve nitrometanın ilavesi ile motor performasını artırmak ve egzoz emisyonlarını azaltmak için yakıt katkı maddeleri olarak araştırılmıştır. Test yakıtı olarak; B100, B95M5, B95T5, B95M2,5N2,5, B95T2,5N2,5, B90M10, B90T10, B90M5N5, B90T5N5 karışımları 2500 RPM sabit motor hızında ve değişen motor yükleri altında test edilmiştir. Deneyler tek silindirli, dört zamanlı hava soğutmalı bir benzinli motorda gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalarda temel performans ölçütleri arasında fren özgül yakıt tüketimi (FÖYT), termal verim ve egzoz gazı sıcaklığı yer alırken egzoz emisyonları arasında CO, HC, NOX, ve CO2 yer almaktadır. Amaç çeşitli yakıt karışımlarının bu parametreler üzerindeki etkilerini incelemektir. Sonuçlar, tam yük koşullarında metanol ve nitrometan karışımlarının özellikle B90M5N5'in, saf benzine (B100) kıyasıyla termal verimliliği %14 oranında önemli ölçüde artırdığını ve FÖYT'de yaklaşık %6'lık bir azalma sağladığını göstermektedir. Ancak, nitrometanın yanma sonucu egzoz gazı sıcaklıklarının önemli ölçüde arttırması nedeniyle NOX emisyonlarında %103 oranında artışa sebep olduğu görülmüş ve bu koşullarda çalışma için denge unsuruna ihtiyaç duyulduğu belirtilmiştir. B90M10 ve B90T10 karışımları tam yük koşullarında B100 ile kıyaslandığında CO emisyonlarında sırasıyla %39 ve %33 oranlarında azalma sağlamıştır. B90M10 ve B90T10 karışımları tam yük koşullarında B100 ile kıyaslandığında HC emisyonlarında sırasıyla %9 ve %4 oranlarında azalma sağlamıştır. Bu azalmaların yanma verimliliğinin artmasından kaynaklandığı vurgulanmıştır. Aynı karışımlar ve aynı koşullar için azot oksit NOX seviyelerinin ise sırasıyla %25,6 ve %22,6 oranlarında arttığı bildirilmiştir. Lambda değeri yakıt türlerinin hepsinde motora uygulanan yükle beraber arttığı gözlemlenmiştir. Bu durumun yakıt veriminin iyileştiğini göstermiştir. Ancak yüksek yanma sıcaklıkları ve NOX değerlerinin arttığı gözlemlenmiştir. Bulgular, bu katkı maddelerinin gelişmiş motor performansını çevresel hususlarla dengeleme potansiyelini vurgulayarak daha temiz ve daha verimli ulaşım yakıtlarının geliştirilmesini desteklermektedir. Bu çalışma alternatif yakıt karışımlarının motor performansını arttırabileceği ve istenmeyen bazı emisyonların azaltılabileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This study addresses environmental sustainability challenges and fossil fuel depletion by investigating innovative fuel additives for gasoline engines. The addition of methanol, toluene and nitromethane as alcohols to gasoline has been studied as fuel additives to increase engine performance and reduce exhaust emissions. As test fuels; B100, B95M5, B95T5, B95M2.5N2.5, B95T2.5N2.5, B90M10, B90T10, B90M5N5, B90T5N5 blends were tested at 2500 RPM constant engine speed and varying engine loads. The experiments were carried out on a single-cylinder, four stroke air cooled gasoline engine. In these studies, the main performance measures included brake specific fuel consumption (BSFC), thermal efficiency and exhaust gas temperature, while exhaust emissions included CO, HC, NOx, and CO2. The aim is to investigate the effects of various fuel mixtures on these parameters. The results show that methanol and nitromethane mixtures, especially B90M5N5, significantly increase thermal efficiency by 14% compared to pure gasoline (B100) at full load conditions and provide a decrease in BSFC by approximately 6%. However, it was observed that nitromethane causes a 103% increase in NOx emissions due to the significant increase in exhaust gas temperatures as a result of combustion, and it was stated that a balance element is needed for operation under these conditions. B90M10 and B90T10 mixtures provide a decrease in CO emissions by 39% and 33%, respectively, compared to B100 at full load conditions. B90M10 and B90T10 mixtures provide a decrease in HC emissions by 9% and 4%, respectively, compared to B100 at full load conditions. It was emphasized that these decreases are due to the increase in combustion efficiency. It was reported that NOx levels increased by 25.6% and 22.6% for the same mixtures and the same conditions, respectively. Lambda values were observed to increase with the load applied to the engine in all fuel types. This situation showed that fuel efficiency improved. However, high combustion temperatures and increased NOx values were observed. The findings support the development of cleaner and more efficient transportation fuels by highlighting the potential of these additives to balance improved engine performance with environmental considerations. This study shows that alternative fuel mixtures can improve engine performance and reduce some unwanted emissions.
Benzer Tezler
- İçten yanmalı bir motorda hidrojenle zenginleştirilmiş metanol-benzin karışımlarının performans ve emisyona etkisinin deneysel incelenmesi
Experi̇mental investigation of performance and emissions of hydrogen-enriched metanol-gasoline blends in internal combustion engines
MURAT TAŞTAN
- Buji ateşlemeli bir motorda farklı sıkıştırma oranlarında etanol kullanımının performans ve emisyonlara etkisinin incelenmesi
The effect of ethanol usage on performance and emissions at various compression ratios in spark ignition engine
ALİM ÇOLAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Bilim ve TeknolojiZonguldak Karaelmas ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. BAHATTİN ÇELİK
- Benzinli motorda yüksek sıkıştırma oranında saf metanolun yakıt olarak kullanılması
The use of pure methanol as fuel at high compression ratio in a gasoline engine
FARUK ALKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. M. BAHATTİN ÇELİK
- Bütanol-benzin karışımlarının buji ile ateşlemeli motorların performans ve egzoz emsiyonlarına etkilerinin araştırılması
Investigation of butanol-gasoline blends? effects on the performance and exhaust emissions in spark ignition engines
VOLKAN HIŞIR
- Buji ile ateşlemeli bir motorda benzin-alkol karışımları kullanımının enerji, ekserji, ekonomik ve çevresel açıdan incelenmesi
Investigation of using gasoline-alcohol blends in a spark-ignition engine in terms of energy, exergy, economical, and environmental
MEHMET DEMİRBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiYozgat Bozok ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT KADİR YEŞİLYURT