Geri Dön

Nanoparçacık ilaveli alternatif yakıtların motor karakteristikleri ve egzoz emisyonlarına etkilerinin deneysel olarak belirlenmesi ve istatistiksel-sayısal yaklaşımlar kullanılarak optimizasyonu

Experimental determination of the effects of nanoparticle added alternative fuels on engine characteristics and exhaust emissions and optimization using statistical-numerical approaches

PDF İndir

  1. Tez No: 955981
  2. Yazar: ESRA KOÇ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. AYŞEGÜL CAN, DR. ÖĞR. ÜYESİ SÜLEYMAN ŞİMŞEK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Trakya Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 197

Özet

Bu çalışmada, kişniş tohumu yağı (KTY100) ve atık kızartma yağından (AY100) elde edilmiş biyodizel, hacimsel olarak dizel yakıt ile karıştırılmış ve optimum karışım oranı belirlenerek %30 kişniş tohumu biyodizeli ile %70 dizel karışımından (KTY30) ve %20 atık kızartma yağı biyodizeli ile %80 dizel karışımından AY20 yakıtları üretilmiştir. Oluşturulan bu yakıtlara 0-100 ppm arasında 25 ppm aralıklarla bor karbür (B4C) ve kristalin nano selüloz (NS) nanoparçacıklar eklenerek deney yakıtları hazırlanmıştır. Nanoparçacık katkılı yakıtların motor performans ve emisyonları deneysel olarak incelenmiş ve Tepki Yüzeyi Metodolojisi (RSM) kullanılarak KTY için iki faktörlü, AY için ise üç faktörlü modelleme gerçekleştirilerek optimum nanoparçacık miktarı belirlenmiştir. Ayrıca çalışmada ANSYS Forte 2019 R3 yazılımı kullanılarak krank mili açısına bağlı olarak silindir içi basınç ve sıcaklığı simüle edilmiş ayrıca emisyon değerleri sayısal olarak modellenmiştir. Çalışmada elde edilen sonuçlarına göre; deney yakıtları ASTM D6751 ve EN 14214 biyodizel standardına göre kabul edilebilir sınırlar içindedir. Regresyon denklemlerini kullanılarak RSM' nin yapmış olduğu tahmin sonuçları ile test sonuçları arasında kuvvetli bir uyum olduğu gözlemlenmiştir. Deneylerde elde edilen veriler ile RSM' nin tahmin sonuçları arasında, B4C katkılı KTY yakıtlar için tüm yanıtların hata oranı ortalaması 4,34 olarak belirlenmiştir. NS katkılı KTY yakıtlar için tüm yanıtların hata oranı ortalaması 4,08 olurken, B4C katkılı AY yakıtlar için 4,86, NS katkılı AY yakıtlar için ise tüm yanıtların hata oranı ortalaması 5,51 olarak belirlenmiştir. Tüm deney yakıtları için R2 değerleri %95 ve üzerindedir. Bu durumda %95 güven düzeyinde istatistiksel olarak verilerin anlamlı olduğu söylenebilir ve kabul edilebilir sonuçlar elde edildiği görülmektedir. RSM optimizasyonuna göre; KTY yakıt için optimum NS miktarı 100 ppm ve motor yükü 1453,21 W, optimum B4C miktarı 62,6263 ppm ve motor yükü 1530,30 W olarak belirlenmiştir. AY yakıt için optimum NS miktarı 58,8986 ppm, enjeksiyon basıncı 220 bar ve motor yükü 1368,68 W olarak belirlenmişken, AY20 yakıtına eklenen optimum B4C miktarı 36,36 ppm, enjeksiyon basıncı 220 bar ve motor yükü 1267 W olarak belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

In this study, biodiesel obtained from coriander seed oil (KTY100) and waste frying oil (AY100) was mixed with diesel fuel by volume and optimum mixing ratio was determined to produce 30% coriander seed biodiesel and 70% diesel mixture (KTY30) and 20% waste frying oil biodiesel and 80% diesel mixture (AY20). Test fuels were prepared by adding boron carbide (B4C) and crystalline nanocellulose (NS) nanoparticles between 0-100 ppm and 25 ppm intervals to these fuels. Engine performance and emissions of nanoparticle added fuels were investigated experimentally and the optimum nanoparticle amount was determined by performing two-factor modeling for KTY and three-factor modeling for AY using Response Surface Methodology (RSM). In addition, in-cylinder pressure and temperature were simulated depending on crankshaft angle using ANSYS Forte software in the study and emission values were numerically modeled. According to the results obtained in the study, the test fuels are within acceptable limits according to ASTM D6751 and EN 14214 biodiesel standards. It was observed that there was a strong agreement between the estimation results made by RSM using regression equations and the test results. Between the data obtained in the experiments and the estimation results of RSM, the error rate average of all responses for B4C-added KTY fuels was determined as 4.34. While the error rate average of all responses for NS-added KTY fuels was 4.08, it was determined as 4.86 for B4C-added AY fuels and 5.51 for NS-added AY fuels. R2 values for all test fuels are 95% and above. In this case, it can be said that the data is statistically significant at the 95% confidence level and it is seen that acceptable results are obtained. According to RSM optimization, the optimum NS amount for KTY fuel was determined as 100 ppm and engine load as 1453.21 W, the optimum B4C amount as 62.6263 ppm and engine load as 1530.30 W. The optimum NS amount for AY fuel was determined as 58.8986 ppm, injection pressure as 220 bar and engine load as 1368.68 W, while the optimum B4C amount added to AY20 fuel was determined as 36.36 ppm, injection pressure as 220 bar and engine load as 1267 W.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    941698

    İkinci nesil jojoba biyodizeline farklı türlerde nanoparçacık ilavesinin motor performans ve emisyonuna etkisinin incelenmesi ve yanıt yüzey metodu ile optimizasyonu

    Investigation of the effect of addition of different types of nanoparticles to second generation jojoba biodiesel on engine performance and emission and optimization by response surface method

    ARİF SAVAŞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Makine MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SAMET USLU

  2. Tez No

    858300

    Dizel-biyodizel yakıt karışımlarına nano parçacık (B2O3) ilavesinin motor performansına ve emisyonlara etkisinin incelenmesi, ekserji analizi ve optimizasyonu

    Investigation of the effect of addition of nano particles (B2O3) to diesel-biodiesel fuel mixtures on engine performance and emissions, exergy analysis, and optimization

    GÜRŞAH GÜRÜF

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    EnerjiKarabük Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SAMET USLU

  3. Tez No

    467297

    Understanding the mechanics of nanoreinforced polymer foam core sandwich structures with a numerical and experimental analysis

    Sandviç kompozit yapılar için nano takviyeli polimer köpük dolgu yapısının deneysel ve model olarak incelenmesi

    ELİF DEMİR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. HÜLYA CEBECİ

  4. Tez No

    864133

    Investigation of mechanical properties of nanoparticle coated glass fiber/epoxy composites coated with dip coating and industrial production methods

    Daldırma ve endüstriyel üretim yöntemleri ile üretilmiş nanoparçacık kaplı cam elyaf/epoksi kompozitlerin mekanik özelliklerinin incelenmesi

    EMİR ÇETİNALP

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BİRGÜL BENLİ

  5. Tez No

    841146

    İçme suyunun polimerik nanokompozit membranlar ile arıtımı

    Treatment of drinking water with nanocomposite membranes

    ZEYNEP ÜSTKAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Kimya MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NURTAÇ ÖZ

Geri Dön