Keten tohumu yağından elde edilen biyodizelin dizel motorlarda yakıt olarak kullanılmasının performans ve emisyon üzerine etkileri
The effects of using biodiesel obtained from linseed oil as fuel in diesel engines on performance and emissions
- Tez No: 946767
- Danışmanlar: PROF. DR. İDRİS CESUR
- 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: 113
Özet
Biyodizel, bitkisel, hayvansal veya atık yağların alkollerle gerçekleştirilen transesterifikasyonu yoluyla üretilen, biyolojik olarak parçalanabilir, kükürt içermeyen ve yüksek oksijen içeriğine sahip çevreci bir dizel alternatifidir. Avrupa Birliği başta olmak üzere birçok ülke, enerji güvenliğini artırmak, fosil yakıtlara bağımlılığı azaltmak ve sera gazı emisyonlarını düşürmek amacıyla biyodizel kullanımını teşvik etmiş; bu amaçla düzenleyici mevzuatlar ve vergi teşvikleri uygulanmaktadır. Biyodizel, yüksek setan sayısı ve doğal yağlayıcılık özellikleri sayesinde motor performansını iyileştirir ve karbon monoksit (CO), hidrokarbon (HC) ile partikül madde (PM) emisyonlarını anlamlı ölçüde azaltır. Mevcut dizel motorlarda ek modifikasyon gerektirmeden kullanılabilmesi yaygınlığını desteklerken, özellikle azot oksit (NOₓ) salımlarının kontrolü için uygun yakıt karışım oranları, enjeksiyon ayarları ve egzoz sonrası arıtma stratejilerinin geliştirilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, Afganistan'ın Kunduz bölgesinden soğuk pres yöntemiyle elde edilen keten tohumu yağı (KTY), homojen baz katalizli transesterifikasyon kullanılarak metil ester formuna dönüştürülmüş ve bu keten tohumu metil esterinin (KTME) dizel motor performansı ile emisyon karakteristikleri detaylı biçimde incelenmiştir. Saflaştırılan KTME, referans saf dizel (D100) ile kütlesel olarak %10, %20 ve %30 oranlarında karıştırılarak B10, B20 ve B30 yakıt karışımları hazırlanmış; ayrıca B20 baz karışımına %5 ve %7,5 oranlarında metanol ilavesiyle B20M5 ve B20M7.5 varyantları elde edilmiştir. Deneyler, sabit 1800 d/d'da; rölanti, %25, %50, %75 ve %100 yük seviyelerinde gerçekleştirilmiştir. Motor yükü, elektrikli bir DC dinamometre ile kontrol edilmiş ve her koşulda özgül yakıt tüketimi (ÖYT) (g/kWh), efektif verim (%), indike ortalama efektif basınç (IMEP), maksimum silindir içi basınç (Pₘₐₓ), ısı yayılım hızı (HRR) ile kümülatif yayılım hızı (CHR) profilleri FlexIFEM Indi ölçüm sistemi kullanılarak kaydedilmiştir. Egzoz gazı emisyonları ise MOD 2210 analizörü ile CO, HC, NOₓ ve CO₂ konsantrasyonları bazında değerlendirilmiştir. Çalışma, farklı karışım oranlarının motor performansı ve çevresel etkiler üzerindeki etkileşimini ortaya koyarak, %20 KTME içeren yakıtın dizel referansa yakın bir performans dengesi sunduğunu; metanol katkısının ise özellikle NOₓ bastırma ve yanma dinamiklerinde ek avantajlar sağladığını göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Biodiesel, produced via the transesterification of vegetable, animal, or waste oils with alcohols, is an environmentally friendly diesel alternative that is biodegradable, sulfur-free, and has a high oxygen content. Starting with the European Union, many countries have promoted the use of biodiesel to enhance energy security, reduce dependence on fossil fuels, and lower greenhouse gas emissions; regulatory frameworks and tax incentives have been implemented for this purpose. Thanks to its high cetane number and natural lubricity, biodiesel improves engine performance and significantly reduces emissions of carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and particulate matter (PM). Its ability to be used in existing diesel engines without additional modifications supports its widespread adoption, while the control of nitrogen oxide (NOₓ) emissions requires the development of appropriate fuel blend ratios, injection settings, and after-treatment strategies. In this study, linseed oil extracted by cold pressing in the Kunduz region of Afghanistan was converted into methyl ester through homogeneous base-catalyzed transesterification, and the resulting linseed-oil methyl ester (KTME) was examined in detail for its diesel-engine performance and emission characteristics. The purified KTME was blended with reference pure diesel (D100) by mass at 10 %, 20 %, and 30 % to produce B10, B20, and B30 fuel mixtures; additionally, two methanol-augmented variants B20M5 and B20M7.5 were prepared by adding 5 % and 7.5 % methanol to the B20 base blend. Experiments were conducted at a constant engine speed of 1800 rpm under load levels of idle, 25 %, 50 %, 75 %, and 100 %. Engine load was regulated via an electric DC dynamometer, and under each condition, specific fuel consumption (g/kWh), effective efficiency (%), indicated mean effective pressure (IMEP), maximum in-cylinder pressure (Pₘₐₓ), heat-release rate (HRR), and cumulative heat release (CHR) profiles were recorded using the FlexIFEM Indi measurement system. Exhaust-gas emissions were evaluated in terms of CO, HC, NOₓ, and CO₂ concentrations using a MOD 2210 analyzer. The results reveal that different blend ratios significantly influence both engine performance and environmental impact: the 20 % KTME blend achieves a performance balance close to the diesel reference, while the methanol addition offers further advantages, particularly in suppressing NOₓ and optimizing combustion dynamics.
Benzer Tezler
- Functionalization and polymerization of plant oil triglycerides
Bitkisel yağların fonksiyonlandırılması ve polimerizasyonları
GÖKHAN ÇAYLI
- Epoksitlenmiş keten tohumu yağ içerikli biyopolimer filmlerin hazırlanması ve özelliklerinin incelenmesi
Preparation and properties investigation of epoxidized linseed oil based biopolymer films
OSMAN BERAT TELLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyoteknolojiSelçuk ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜLKÜ SOYDAL
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYSUN ORAÇ
- Soğuk pres ve çözücü ekstraksiyon yöntemlerinin çörek otu ve keten tohumu yağlarının bazı özellikleri üzerine etkisi
The effect of cold press and solvent extraction methods on some properties of nigella and linseed oils
KÜBRA SADIKSOY TUNÇAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Gıda MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSA CAVİDOĞLU
- Kenevir yan ürünlerinden polimer kompozitlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of polymer composites from hemp by-products
ALMİLA İREM MAĞDEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FEZA GEYİKÇİ
- Nane (Mentha spicata L.) distilasyon artık materyallerinin biyoaktif özelliklerinin belirlenmesi
Determination of bioactive properties of mint (Mentha spicata L.) plus materials
ELMAS PADAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Gıda MühendisliğiErciyes ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ÇAM
