Farklı alkol-biyodizel karışımları ve püskürtme parametrelerinin yanma ve emisyon karakteristikleri üzerindeki etkisinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of the effect of different alcohol-biodiesel blends and injection parameters on combustion and emission characteristics
- Tez No: 987702
- Danışmanlar: DOÇ. DR. İLKER TURGUT YILMAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Artan enerji talebi ve buna bağlı olarak artan tüketimleri sonucu meydana gelen çevre kirliliği ve insan sağlığı üzerine olumsuz etkileri nedeniyle fosil kökenli yakıtların kullanımları sınırlandırılarak bu yakıtlara alternatif olarak kullanılabilecek enerji kaynakları üzerine çalışmalar devam etmektedir. Alternatif yakıt olarak öne çıkan biyodizelin saf halde veya dizel yakıtla yüksek oranlarda kullanımı, silindire püskürtülen yakıtın akışkanlığını azaltarak viskozitenin artmasına neden olmakta ve yanma odası içinde yakıtın yeterince düzgün dağılmasını güçleştirmektedir. Bu doğrultuda, atık yemeklik yağdan elde edilen biyodizel, içten yanmalı motorlarda istenen yakıt karakteristiklerinin sağlanabilmesi amacıyla alkol bazlı yakıtlarla harmanlanmıştır. Bu kapsamda yapılan motor deneylerinde, yakıt olan dizel yakıt (D100), atık yemeklik yağdan üretilen biyodizel (BD100) ve BD100 ile etanol, iso-propanol ve bütanol yakıtlarının hacimsel olarak %20 oranında harmanlanması ile elde edilen BD80E20, BD80P20 ve BD80B20 yakıtları kullanılmıştır. Motor deneyleri, tek silindirli, su soğutmalı, common rail yakıt püskürtme sistemine sahip bir dizel motorda sabit motor devrinde (2000 d/d) ve üç farklı gaz pedal pozisyonunda (%20, %50 ve %80) gerçekleştirilmiş, tüm yakıtların motor performans, yanma ve egzoz emisyon parametreleri üzerine etkileri farklı püskürtme stratejilerinde incelenmiştir. Püskürtme stratejisi olarak, üç farklı püskürtme zamanlaması (-5, standart, +5), üç farklı püskürtme basıncı (%10 azalma, standart, %10 artış) ve iki farklı püskürtme yöntemi (standart, %10 pilot) belirlenmiştir. Deneyler sonucunda, D100 yakıtına kıyasla karşım yakıtlarının kullanılmalarıyla tutuşma gecikmelerinin uzadıkları, yanma sürelerinin ise kısaldıkları tespit edilmiştir. Ancak, D100 ile BD100 yakıtları kullanımlarında elde edilen tutuşma gecikmelerinde ve yanma sürelerinde önemli farklar görülmemiştir. Standart şartlarda gaz pedal pozisyonunun artması ile tüm yakıt tiplerinde maksimum silindir gaz basınçlarında önemli artışlar olurken özgül yakıt tüketimlerinde önemli azalmalar görülmüştür. Aynı gaz pedal pozisyonunda, rötara alınan püskürtme başlangıçlarına kıyasla avansa alınan püskürtme başlangıçları ile özgül yakıt tüketimlerinde azalma tespit edilmiştir. D100 ve v BD100 yakıtları kullanımında, silindir içerisinde ısı çıkışı karışım yakıtlarına kıyasla genel olarak daha erken gerçekleşmiştir. Maksimum basınç artış hızının genel olarak pilot püskürme stratejisi ile kontrol altına alındığı görülmüştür. Püskürtme basıncının azaltılmasına kıyasla püskürtme basıncının artması sonucunda genel olarak azot monoksit ve karbon dioksit emisyonlarında artış tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Due to increasing energy demand and the resulting environmental pollution and negative effects on human health, the use of fossil-based fuels is being limited, and studies on alternative energy sources are continuing. Biodiesel, which stands out as an alternative fuel, when used in its pure form or in high proportions mixed with diesel fuel, reduces the fluidity of the fuel injected into the cylinder, increasing viscosity and making it difficult to distribute the fuel evenly within the combustion chamber. Accordingly, biodiesel obtained from waste cooking oil has been blended with alcohol-based fuels to achieve the desired fuel characteristics in internal combustion engines. In this context, the following fuels were used in the engine tests: diesel fuel (D100), biodiesel produced from waste cooking oil (BD100), and BD80E20, BD80P20, and BD80B20, which are obtained by blending BD100 with ethanol, isopropanol, and butanol fuels at a volumetric ratio of 20%. Engine tests were conducted in a single-cylinder, water-cooled diesel engine with a common rail fuel injection system at a constant engine speed (2000 rpm) and three different gas pedal positions (20%, 50%, and 80%). The effects of all fuels on engine performance, combustion, and exhaust emission parameters were investigated using different injection strategies. Three different injection timings (-5, standard, +5), three different injection pressures (10% decrease, standard, 10% increase), and two different injection methods (standard, 10% pilot) were determined as the injection strategies. Experiments revealed that compared to D100 fuel, ignition delays were extended and combustion times were shortened with the use of blended fuels. However, no significant differences were observed in the ignition delays and combustion times obtained with D100 and BD100 fuels. Under standard conditions, increasing the gas pedal position resulted in significant increases in maximum cylinder gas pressures for all fuel types, while significant decreases in specific fuel consumption were observed. At the same gas pedal position, a decrease in specific fuel consumption was observed with advanced injection start time compared to retarded injeciton start time. Heat release in the cylinder vii generally occurred earlier with D100 and BD100 fuels compared to blended fuels. It was observed that the maximum pressure rise rate was generally controlled with the pilot injection strategy. An increase in nitrogen monoxide and carbon dioxide emissions was generally found as a result of increasing the injection pressure compared to decreasing the injection pressure.
Benzer Tezler
- Düşük viskoziteli atık kızartma yağı biyodizelinin üretimi ve yakıt demeti karakteristiklerinin sayısal olarak incelenmesi
Production of waste cooking oil biodiesel with low viscosity and numerical investigation of its spray characteristics
MERT GÜLÜM
Doktora
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEHRA ŞAHİN
- Biyodizel üretimi ve dizel motorunda motor-yanma karakteristiklerinin incelenmesi
Biodiesel production and experimental analysis of engine combustion characteristics in diesel engine
FAHRİ KONCUK
Doktora
Türkçe
2008
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİKRET YÜKSEL
- Dizel-biyodizel-izobütanol üçlü karışımları kullanılan bir dizel motorda performans ve yanma karakteristiklerinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of performance and combustion characteristics on a diesel engine using diesel-biodiesel-isobutanol ternary blends
YUNUS EMRE ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Otomotiv MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ TÜRKCAN
- Dizel motorlar için alternatif yakıt olarak biyodizel üretimi ve kullanımı
Production and using biodiesel as an alternative fuel for diesel engines
İSMAİL TİLLEM
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Makine MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. NAZIM USTA
- Cynara cardunculus'dan biyoyakıt üretimi ve üretilen yakıtın farklı karışımlarının motor performansına etkisinin incelenmesi
Production of biofuels from Cynara cardunculus and investigation of the effect of different mixtures of fuel on engine performance
HÜSEYİN KÖSE
Doktora
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ACAROĞLU