TEK SĠLĠNDĠRLĠ BĠR DĠZEL MOTORDA KULLANILAN YAKITA. FARKLI ORANLARDA KARIġTIRILAN BĠTKĠSEL YAĞLARIN MOTORUN BAZI KAREKTERĠSTĠK DEĞERLERĠNE ETKĠSĠNĠN

Transkript

1 Tarımsal Mekanizasyon 18.Ulusal kongresi Tekirdağ 902 TEK SĠLĠNDĠRLĠ BĠR DĠZEL MOTORDA KULLANILAN YAKITA FARKLI ORANLARDA KARIġTIRILAN BĠTKĠSEL YAĞLARIN MOTORUN BAZI KAREKTERĠSTĠK DEĞERLERĠNE ETKĠSĠNĠN SAPTANMASI ÜZERĠNE BĠR ARAġTIRMA. A Research on Determining Some Performance Values By Using Proportional Mixture of Vegetable Oils and Diesel as Fuel at a Single Cylinder Diesel Engine. ġ. AYTAÇ 1 B. KAYĠġOĞLU 2 P. ÜLGER 3 H.KOCABIYIK ÖZET Bu araģtırmada küçük güçlü bir dizel motorunda, motorin+ayçiçeği, motorin + soya yağı karıģımlarının dizel yakıtına alternatif yakıt olarak kullanılması olanakları araģtırılmıģtır. Bu amaçla, bütün karıģım oranlarında devir sayısına ve zamana bağlı olarak, hava emme giriģ sıcaklığı, eksoz gazı çıkıģ sıcaklığı, yakıt tüketimleri, volumetrik (hacimsel) verim, motor yağ basıncı değerleri saptanmıģtır. ABSTRACT In this research, Diesel+sunflower and diesel+soybean oil mixtures by using alternative diesel oil were researched. For this aim, depending on the number of cycle and time, the air intake inlet and exhaust gas outlet temperature, fuel consumption, volume efficiency, engine oil pressure vere determined. 1 Öðr.Gör.Dr., T.Ü.Çorlu Meslek Yüksekokulu, Motor Programý, Çorlu. 2 Doç.Dr., T.Ü.Tekirdað Ziraat Fakültesi, Tarým Makinalarý Bölümü, Tekirdað. 3 Prof.Dr. T.Ü.Tekirdað Ziraat Fakültesi, Tarým Makinalarý Bölümü, Tekirdað. Arþ.Gör. T.Ü.Tekirdað Ziraat Fakültesi, Tarým Makinalarý Bölümü, Tekirdað.

2 Tarımsal Mekanizasyon 18.Ulusal kongresi Tekirdağ GĠRĠġ 19. yüzyıl sonlarında termik motorların geliģmeye baģlamasıyla birlikte, petrol ürünlerinin motor yakıtı olarak kullanımı da yaygınlaģmaya baģlamıģtır. Petrol ürünlerinin kolay ve ucuza bulunabilir olması, 197 petrol krizine kadar termik motorların petrole bağımlı hale gelmesine neden olmuģtur. Bu uzun süre içerisinde, petrol ürünleriyle çalıģan motor teknolojisi, tüm dünyada geliģme göstermiģ ve en önemli sanayi kollarından biri haline gelmiģtir. Ancak 197 yılında petrol krizinin yaģanması, petrol ücretlerinin aģırı artmasına, bunun sonucu olarak da tüm dünyada ekonomik krizin yaģanmasına neden olmuģtur. Özellikle, bu enerjiden yoksun olan ülkelerde, ekonomik krizin boyutları çok daha büyük olmuģtur. Günümüzde de Dünya petrol rezervlerinin belirli bölgelerde toplanmıģ olması, siyasi ve ekonomik nedenlerden dolayı zaman zaman yeni petrol krizlerinin yaģanmasına neden olmaktadır. Her geçen gün Dünya petrol gereksiniminin gittikçe artacağı ve buna paralel olarak petrol fiyatlarının hızla yükseleceği herkesçe bilinen kaçınılmaz bir gerçektir. Ayrıca, ulusların enerji tüketiminde sürekli bir artıģ gözlenmektedir. Dünya enerji gereksinimi arttıkça geliģmekte olan ülkeler kadar geliģmiģ ülkeler içinde sorunlar çıkaracaktır. Çünkü geliģmiģ ülkeler alternatif enerji kaynakları bulmak için yeni teknoloji geliģtirecekler ve enerjiyi verimli bir biçimde kullanmaya çalıģacaklardır. Ülkemizin petrol üretimi, tüketimimize göre oldukça azdır. Petrol gereksinimimizin % 87 dolayındaki kısmı dıģ alımla karģılanmaktadır. Ülkemizde tarımsal alanda da önemli miktarda kullanılan petrolün maliyetinin fazla olması, tarımsal üretimi oldukça etkilemektedir. Bu nedenden dolayı, mevcut motor teknolojisinde fazla bir değiģiklik yapmadan, petrole alternatif olacak yeni yakıtların araģtırılarak ortaya konulması zorunlu hale gelmiģtir. Enerji sorununun en büyük payını oluģturan petrol gereksinimini belli ölçülerde azaltabilecek, motorlarda petrole alternatif olabilecek yakıtlar içerisinde bitkisel yağlar önemli yer tutmaktadır. Bitkisel yağların, motor yakıtı olarak kullanımı üzerinde, çeģitli ülkelerde çok sayıda araģtırma yapılmıģtır. AraĢtırma sonuçları, bitkisel yağların özellikle dizel motorlarda motorin yerine kullanılabilecek özelliklere sahip olduklarını göstermiģtir. Motor yakıtı olarak kullanılabilecek Bitkisel yağların baģlıcaları; soya yağı, hurma yağı, ayçiçeği yağı, yer fıstığı yağı, keten tohumu yağı, mısır yağı ve pamuk tohumu yağıdır. Bu araģtırmada ülkemiz tarımında önemli yeri olan Ayçiçeği ve Soya bitkilerinin yağlarının belirli oranlarda dizel yakıtına karıģtırılarak kullanılmasının olanakları araģtırılmıģtır. 2. ÖNCEKĠ ÇALIġMALAR Engelman (1978) yaptığı çalıģmada, soya fasulyesi posası ve dizel yakıtı karıģımı ile yalnız dizel yakıtı kullanarak, kısa dönem motor testlerinin karģılaģtırılmalarını yapmıģtır. AraĢtırma sonucunda soya fasulyesi artığı ve dizel yakıtının kullanılabilir olduğunu ancak uzun dönemli testlerde sakıncalı sonuçlar ortaya çıktığını belirtmiģtir. Bruwer vd ( 1980 ) Güney Afrikada yaptığı çalıģmada, kısa süreli testlerde ayçiçeği yağı ile dizel yakıtın karģılaģtırılabilir yakıt olduğu sonucuna varmıģtır. Uzun süreli testlerde ise; Yağlama yağı problemleri, piston sekmanlarında sıkıģma ve enjektörlerde püskürtme sorunları gözlemlenerek motordaki bütün mekanik güçlükler kaydedilmiģtir.

3 Tarımsal Mekanizasyon 18.Ulusal kongresi Tekirdağ 90 duplessis (1981) in Güney Afrikada yaptığı araģtırmada, hava ile soğutmalı, ön yanma odalı motorların 2300 devirde %70 sabit yükte %100 ayçiçeği yağı ile baģarılı çalıģtığını göstermiģtir. Ancak bitkisel yağı yakıt olarak kullanmak için en yüksek Fren Beygir Gücünün araģtırılması gerektiğini ifade etmiģtir. Barsic ve Hunke (1981), Ayçiçeği ve yer fıstığı yağı ve 2 numaralı dizel yakıtı karıģımı ile yaptıkları çalıģmada, enjektörlerde tortular ve filitrede tıkanma problemlerini saptamıģlardır. DıĢarı atılan gazlardaki NO X miktarında önemli bir değiģiklik yaratmayan dizel yakıtı için ideal bir yakıt sisteminin kullanılması sonucunda partikül, HC ve CO miktarında az da olsa yükselme eğiliminin görülebileceği saptanmıģtır. Kadayıfçılar (1982), yaptığı araģtırmada, deney yakıtı olarak; keten tohumu (bezir) yağı, ayçiçeği yağı, soya yağı ve kolza yağı üzerinde durmuģ ve değiģik oranlarda diesel yakıtına katarak denemiģtir. AraĢtırmacıya göre, deney yakıtı ile çalıģmada, diesel yakıtı ile çalıģmaya kıyasla geliģtirilen güç miktarında, ölçülen en büyük moment değerinde bir miktar artıģ bulunmaktadır. Ancak bu değerler ölçme tolerans sınırları içerisinde kalmaktadır. Deney yakıtı ile çalıģmadaki yakıt tüketimi fazlalığı viskozite yüksekliğinden kaynaklandığı belirtilmiģtir. Kaufman ve Ziejewski (1986), Bitkisel yağların uzun süreli kullanımında yakıt püskürtme düzensizliklerini incelemiģlerdir. Bu araģtırmada; meme tipi ve sayısı sabit parametreler olarak, püskürtme zamanı, meme çapı ve püskürtme debisi değiģken olarak kullanılmıģtır. Önceki araģtırmalara dayanarak, her deneyde yeni bir püskürtme pompası ve yeni bir meme seti kullanılmıģtır. Diesel yakıt ile çalıģmada, normal karbon kalıntısı bulunmuģ bundan dolayı meme deliğinde küçük daralmalar görülmüģtür. Meme açılma basıncında en büyük azalma %19 olarak belirlenmiģtir. %25-%75 ayçiçeği yağı'nın diesel yakıt ile karıģtırılmasından elde edilen yakıtlarla toplam 268 saat çalıģtırılmıģtır. Bu süre içinde en yüksek püskürtme basıncında azalma %18 olmuģtur. Deney süresince memelerin hiç birisi damlatmamıģtır. Deneyler süresince normal karbon birikintisi ve meme çapında azalma görülmüģtür. Kaufman vd (1986 ), Direkt püskürtmeli motorlara sahip altı traktörü, üç yıl (7616 h) bitkisel yağ-diesel yakıt karıģımı ile çalıģtırmıģtır. Traktörlerin üçünde de diesel yakıtına %25 ayçiçeği yağı, diğerlerine ise %50 ayçiçeği yağı karıģtırılan traktör motorlarının yanma odasında büyük miktarlarda karbon birikintisi bulunmuģtur. Ancak acil durumlar için %25 bitkisel yağ karıģtırılmıģ diesel yakıtının kullanılabileceği öneri olarak sunulmuģtur. Pak and Allexi (1987), AraĢtırmalarda, ayçiçeği yağı, pamuk yağı ve kolza yağını %100 oranında kullanarak diesel yakıtına göre performansa olan etkilerini saptamıģlardır. Ön yanma odalı ve küçük güçlü üç diesel motorunda her bitkisel yağ için 100 ila 300 h arasında standart motor deney koģulları uygulanmıģtır. Ön yanma odalı motorda bitkisel yağların yakıt olarak kullanılmalarının daha uygun olduğu belirtilmiģtir.bitkisel yağlar ile diesel yakıtından elde edilen performans arasında önemli bir fark görülmemiģtir. Maksimum tesir derecesi bitkisel yağlarla yapılan denemelerde % daha düģük bulunmuģtur. Silindir ve ön yanma odası ile diğer elemanlarda oluģan karbon birikintisi nedeniyle özellikle rafine edilmemiģ bitkisel yağlarda sürekli çalıģma zorlukları ile karģılaģılmıģtır. Bu durumda tıkanmanın azaltılması için bazı önlemler alınmıģtır. Bunlar, püskürtme memesinin yerinin değiģtirilmesi, soğutma donanımındaki değiģiklikler, düģük yüklerde sistemin etkinliğini azaltarak silindir sıcaklığının yükseltilmesi olarak belirtilmiģtir.

4 Tarımsal Mekanizasyon 18.Ulusal kongresi Tekirdağ 905 Schlick vd (1988), bir diesel motorunun, soya yağı ve ayçiçeği yağı ile performansını belirlemiģtir. Denemeler sonunda motor sökülerek yakıt karıģımları ile ilgili sorunları saptamıģtır. Yanma odası parçalarında karbon birikintisi, silindir cıdarlarında ve sekmanlarda sert ve parlak kalıntılar, aynı kalıntıların eksoz subabı oturma yüzeylerinde de oluģtuğu saptanmıģtır. Emme subabındaki kalıntıların supap sapında sınırlı, eksoz manifoldunda ise çok fazla olduğu araģtırma sonucu olarak sunulmuģtur. Çelik ve Cerrahoğlu (1992), ÇalıĢmalarında, motorin ile bitkisel yağın (ayçiçeği yağı) belirli oranlarda karıģtırılarak diesel motorlarında yakıt olarak kullanılırlığını araģtırmıģlardır. ÇalıĢmalarında tek silindirli, dört zamanlı, direkt püskürtmeli, hava soğutmalı, 6.6 kw gücünde diesel motoru kullanılmıģtır. Denemelerde %20, %0, %60, %80 ayçiçeğı yağı ve motorin karıģım yakıtı olarak kullanılmıģ, bütün denemeler 100 d/d 'da yapılmıģtır. AraĢtırmacılara göre; motor devir sayısı belirli oranlarda yağ ilave edilmesiyle bir miktar azalmaktadır. Bu azalma, 100 d /d 'da motorun yüksüz çalıģmalarında 10 ila 25 d/d arasında değiģmektedir. Yakıtın tüketilme süresi ise, %100 motorine göre karıģım yakıtta daha fazla olmuģtur. Erdoğan ve OnurbaĢ (199), AraĢtırmalarında küçük bir diesel motorunda bazı bitkisel yağların yakıt olarak kullanılma olanaklarını incelemek amacıyla yapılan çalıģmada ; tek silindirli, direkt püskürtmeli ve hava soğutmalı 5.5 kw anma gücünde diesel motorundan deneme materyali olarak yararlanmıģlardır. Yakıt olarak motorin, %75 motorin + %25 rafine bitkisel yağı, %50 motorin + %50 rafine bitkisel yağ (ayçiçeği, pamuk yağı ve mısır özü yağı) karıģımı ve %100 bitkisel yağlar kullanılmıģtır. AraĢtırmacılara göre; tüm çaıģmalarda ilk harekette bir zorluk görülmemiģtir. + bitkisel yağ karıģımları ve %100 bitkisel yağlarla yapılan denemelerde püskürtme pompasında herhangi bir ayar yapmaksızın güç düģüģü olmuģtur. + bitkisel yağ karıģımları ve % 100 bitkisel yağlarla çalıģmada motorine göre özgül yakıt tüketimi değerlerinde artıģ görülmüģtür. + bitkisel yağ karıģımı denemeleri süresince motor düzgün çalıģmıģtır. %100 bitkisel yağlarla yapılan denemelerde düģük devirlerde daha sık devir sayısı değiģimi, soğutma sistemi ve yağlama sisteminin yetersiz kaldığı saptanmıģtır. Çetinkaya (1995), Yakıt olarak ayçiçeği yağı kullanarak diesel motorlarının performansı üzerinde çalıģmıģtır. Traktörün silindirli türbülanslı diesel motoru deney için seçilmiģ, püskürtme sırasındaki atomizasyon problemlerini iyileģtirmek için püskürtme basıncı artırılmıģtır. Egsoz gazı sıcaklığının motor devrine bağlı değiģimi; motorin, ayçiçeği yağı ve motorin+ayçiçeği yağı karıģımı için belirlemiģtir. Maksimum egsoz gazı sıcaklığı ayçiçeği yağı için 1700 d/d 'da C, motorin yakıtı için 1700 d/d'da 62 0 C ve motorin+ayçiçeği yağı karıģımı için 1750 d/d'da C bulunmuģtur. Egsoz gazı sıcaklığı; 2000 d/d'ya kadar ayçiçeği ile çalıģmada motorin yakıtından % daha yüksek bulunmuģtur. Bu ayçiçeği yağındaki çalıģmalarda yanma periyodunda meydana gelen gecikme dolayısıyla ve eksoz zamanındaki yanmıģ yakıt kalıntılarının fazla olmasından dolayı olabilir denmiģtir d/d'ya kadar, duman sayısı değerleri ayçiçeği yağıında motorin yakıtından daha büyük bulunmuģtur. Ayçiçeği yağı ve motorin+ayçiçeği yağı karıģım denemeleri öncesi; Silindir kapağı ve enjektörler sökülmüģ ve silindir kapağı ile enjektör memesi temizlenmiģtir. Denemelerden sonra aynı elemanlar sökülmüģ yapılan kontrollarda, eleman

5 Tarımsal Mekanizasyon 18.Ulusal kongresi Tekirdağ 906 yüzeylerinde ince bir tabaka karbon kalıntısı olduğu gözlenmiģ ve bu kalıntının motorun çalıģmasına engel oluģturmayacağı görüģüne varılmıģtır. 3.MATERYAL VE YÖNTEM 3.1. Materyal AraĢtırmada tek silindirli, dört zamanlı ve hava soğutmalı Lombardini 6 LD 360 modeli dizel motoru deneme materyali olarak kullanılmıģtır. Motorun maksimum gücü 5.52 kw, sıkıģtırma oranı 18/1 dir. Denemelerde yakıt olarak motorin, motorin+bitkisel yağ (ayçiçeği ve soya yağı) kullanılmıģtır. Yağlar rafine edilmiģ olup piyasadan temin edilmiģtir. Denemeler Trakya Üniversitesi Tekirdağ Ziraat Fakültesi Tarım Makinalari bölümü, Çorlu Meslek Yüksekokulu Motor Programı Atelyesi ve Çorlu Küçük Sanayii Sitesindeki Yetkili Lombardini servislerinde yürütülmüģtür. Denemelerde ayrıca, Analog Kompresyon Test Cihazı, Trifaze Elektrik Motoru, Digital Termometre, Digital Gürültü Ölçer, Digital Devir ÖlçerAnalog Manometre, Enjektör Püskürtme Test cihazı, Duyarlıklı Dijital Terazi ve yakıt tüketiminin ölçülmesinde yakıt düzeneği kullanılmıģtır Yöntem Her yakıt karıģımının kullanıldığı denemeden sonra ; Motor yağı, yakıt filtresi ve yakıt pompası eleman seti yenilenmiģtir. Denemelerin aynı ortam sıcaklığında yapılmasına gayret gösterilmiģtir. Deney düzeneyinin Ģematik Ģekli ġekil-1 de verilmiģtir. ġekil-1. Deney Düzeneğinin Ģematik görünümü (1. Motor, 2.Yakıt Pompası, 3.Enjektör,.Hava Filtresi, 5.Eksoz Borusu, 6.Titreşim Absorbe Takozu, 7.Motor Sehpası, 8.Dijital Devir Ölçer, 9.SıcaklıkÖlçer, 10.Sıcaklık Ölçerin Probu, 11.Dijital Ağırlık Ölçer, 12.Yakıt Filtresi, 13. Şeffaf Yakıt Ölçek Kabı, 1.Fleksibl Yakıt Hortumları, 15. Yağ Basınç Ölçer, 16.Püskürtme Test Adaptörü, 17.Enjektör, 18. Kompresyon Ölçer)

6 Tarımsal Mekanizasyon 18.Ulusal kongresi Tekirdağ 907 AraĢtırmada, motorin ile ayçiçeği yağı ve soya yağı aģağıda belirtilen oranlarda karıģtırılarak yedi ayrı oransal karıģım oluģturulmuģtur; ( %100 ) ( %75 ) + Ayçiçeği yağı ( %25 ) ( %50 ) + Ayçiçeği yağı ( %50 ) ( %25 ) + Ayçiçeği yağı ( %75 ) ( %75 ) + Soya yağı ( %25 ) ( %50 ) + Soya yağı ( %50 ) ( %25 ) + Soya yağı ( %75 ). Motorda veri almaya baģlamadan önce her defasında motor test edilecek yakıt karıģımı ile stabil çalıģma sıcaklığına getirilinceye kadar çalıģtırılmıģtır. Deneyler 1300 d/d ile d/d arasında ve 300 d/d artırımla 6 devir kademesinde 12 saatlik zaman dilimlerinde 3 tekrarlı olarak yapılmıģtır. Deneyler sırasında aģağıdaki ölçümler gerçekleģtirilmiģtir; Silindir Ġndike Basıncının Ölçülmesi : Bu amaçla enjektör gövdesi yuvasından sökülerek yerine analog kompresyon ölçme cihazı bağlanmıģtır ve Motor bir elektrik motoruyla d/d döndürülmüģ ve basınç ölçülmüģtür (Goering, 1992, Erdoğan vd, 199, Yavuzcan, 1995). Motor Devrinin Ölçülmesi : Digital turmetre kullanılarak krank mili çıkıģından devir ölçülmüģ ve ayarlar yapılmıģtır (Erdoğan ve OnurbaĢ, 199). Yakıt Tüketiminin Ölçülmesi : Hazırlanan bir yakıt ölçme düzeneği ile yakıt tüketimi ölçülmüģtür. Bu düzenekte 0.1 duyarlıklı digital tartım cihazının üzerine konulan bir kab içerisine birim zamanda gelen yakıt miktarı tartılmıģ ve ağırlık cinsinden bulunan yakıt tüketimi daha sonra hacim cinsine çevrilmiģtir (OnurbaĢ, 1996). Hava Emme ve Eksoz Gazı ÇıkıĢ Sıcaklığının Ölçülmesi : Digital termometre kullanılarak yapılmıģtır. Emme sıcaklığı emme manifolduna yakın bir yerden açılan bir delik yardımıyla, eksoz sıcaklıkları ise doğrudan eksoz çıkıģından ölçülmüģtür (OnurbaĢ, 1996). Yağ Basıncının Ölçülmesi : Ana yağlama kanalında olması gereken yağ basıncı değeri analog manometre ile ölçülmüģtür (Yavuzcan, 1985). Volumetrik Verimin Hesaplanması : Volumetrik verim aģağıdaki ampirik bağıntı yardımıyla hesaplanmıģtır (Yavuzcan 1985; Pınar, 1988); v = T e 1 1 T em T em ex a Burada; v : Volumetrik verim (%), T em : Havanın emilme sıcaklığı ( o C), T ex : Eksoz gazı sıcaklığı ( o C), e : SıkıĢtırma oranı ve a : Dolum katsayısı dır.

7 Tarımsal Mekanizasyon 18.Ulusal kongresi Tekirdağ 908. ARAġTIRMA SONUÇLARI Sadece motorin, ayçiçeği yağı karıģımları ve soya yağı karıģımları ile elde edilen test sonuçları sırasıyla verilmiģtir. Son bölümde ise bu karıģımların daha iyi karģılaģtırılabilmesi amacıyla motor devir sayısı ve bazı özellikler arasındaki iliģkiler, en uygun model araģtırılarak çizelge halinde sunulmuģtur..1. Motorda %100 kullanıldığında Elde Edilen Değerler %100 motorin kullanımı ile elde edilen değerler Çizelge-1 de verilmiģtir. Çizelgeden görüldüğü gibi devir sayısı arttıkça eksoz sıcaklıkları, volumetrik verim ve yakıt tüketimi de artmaktadır. Yağ basıncı değerinde ise çok fazla bir değiģiklik görülmemektedir. Çizelge-1. %100 ile ÇalıĢma Sonucunda elde edilen Değerler Motor Devri(d/ d) T em ( o C) T ex ( o C) h vol (%) Yak.Tük. (g/h) Yağ Bas. (atm) ,0 89,7 181,0 3, ,7 89,8 200,0 3, ,0 90, 228,0 3, ,0 90,8 272,0, ,7 91,3 316,0, 1 132,3 92,0 368,0,1.2. Ayçiçeği Yağı KarıĢımları ile Elde Edilen Değerler Ayçiçeği yağı karıģımları kullanılarak elde edilen değerler Çizelge-2 de verilmiģtir. En düģük eksoz gazı sıcaklığı %75 motorin + %25 ayçiçeği yağı karıģımının kullanıldığı durumda 1300 d/d devir sayısında elde edilirken en yüksek eksoz gazı sıcaklığı da yine bu karıģımda d/d da elde edilmiģtir. En düģük yakıt tüketimi %25 motorin + %75 ayçiçeği yağı karıģımının kullanıldığı durumda 1300 d/d devir sayısında elde edilirken, en yüksek yakıt tüketimi %50 motorin + %50 ayçiçeği yağı karıģımında d/d da elde edilmiģtir.

8 Eksoz Gazý Sýcaklýðý ( C) Tarımsal Mekanizasyon 18.Ulusal kongresi Tekirdağ 909 Çizelge-2. Ayçiçeği Yağı KarıĢımları ile ÇalıĢtırma Sonucu Elde Edilen Değerler KarıĢım Oranları Motor Devri(d/d) T em ( o C) T ex ( o C) h vol (%) Yak.Tük. (g/h) Yağ Bas. (atm) % ,3 88,8 196,0, ,3 89,1 232,0, ,0 89,0 260,0 3,9 % ,3 88,3 300,0,1 Ayçiçeği ,0 89,1 389,0, ,3 89,3 23,0,3 % ,7 87,8 170,0 2, ,0 88,8 207,0 2, ,0 90,6 225,0 2,8 % ,7 90,1 296,0 3,2 Ayçiçeği ,0 90,0 350,0 3, ,0 91,6 2,0,2 % ,0 89, 167,0 3, ,7 89,3 225,0 3, ,0 90,7 26,0 3,3 % ,3 91,2 296,0 3,5 Ayçiçeği ,3 91,5 360,0, ,0 91,5 376,0 3,8 Eksoz gazı sıcaklıkları bütün karıģımlarda devir sayısına bağlı olarak birbirine Yakın bir seyir izlerken bütün devirlerde %100 motorin kullanılan durumdan yüksek olmuģtur. (ġekil-2). Volumetrik verim ise hemen hemen bütün devirlerde %100 motorin kullanılan durumdan daha düģük olmuģtur. (ġekil-3). Yakıt tüketimleri de bütün devirlerde motorinden daha fazla bulunmuģtur (ġekil-). Yağ basıncı değerleri açısından %100 motorin ile %25 ayçiçeği karıģımlı motorin değerleri birbirlerine yakın bir seyir izlerken, diğer iki karıģım bunlardan daha düģük değerler içermiģtir (ġekil-5) M+25A 50M+50A 25M+75A

9 Yað Basýncý (kg/cm²) Yakýt Tüketimi (g/h) Volumetrik Verim (%) Tarımsal Mekanizasyon 18.Ulusal kongresi Tekirdağ 910 ġekil-2.ayçiçeği Yağı KarıĢımları ile Elde Edilen Eksoz Gazı Sıcaklıkları M+25S 50M+50S 25M+75S ġekil-3. Ayçiçeği Yağı KarıĢımları ile Elde Edilen Volumetrik Verim Değerleri M+25S 50M+50S 25M+75S ġekil-. Ayçiçeği Yağı KarıĢımları ile Elde Edilen Yakıt Tüketimleri 5,5 3,5 3 75M+25S 50M+50S 25M+75S 2,5 2

10 Tarımsal Mekanizasyon 18.Ulusal kongresi Tekirdağ 911 ġekil-5. Ayçiçeği Yağı KarıĢımları ile Elde Edilen Yağ Basıncı Değerleri.3. Soya Yağı KarıĢımları ile Elde Edilen Değerler Soya yağı karıģımları kullanılarak elde edilen değerler Çizelge-3 de verilmiģtir. En düģük eksoz gazı sıcaklığı %75 motorin + %25 soya yağı karıģımının kullanıldığı durumda 1300 d/d devir sayısında elde edilirken, en yüksek eksoz gazı sıcaklığı ise %25 motorin + %75 soya yağı karıģımının kullanıldığı durumda d/d devir sayısında elde edilmiģtir. En düģük yakıt tüketimi %75 motorin + %25 soya yağı karıģımının kullanıldığı durumda 1300 d/d devir sayısında elde edilirken, en yüksek yakıt tüketimi %25 motorin + %75 soya yağı karıģımında d/d da elde edilmiģtir. Çizelge-3. Soya Yağı KarıĢımları ile ÇalıĢtırma Sonucu Elde Edilen Değerler KarıĢım Oranları Motor Devri(d/d) T em ( o C) T ex ( o C) h vol (%) Gürültü (db) Yak.Tük. (g/h) Yağ Bas. (atm) % ,0 88,7 102,0 158,0 2, ,0 89,2 107,0 188,0 3, ,0 89,7 108, 228,0 3,8 % ,7 90,0 110,2 280,0 3,8 Soya ,7 91,0 111,1 319,0 3, ,0 91,0 113,0 360,0 3,8 % ,7 86,6 102,3 168,0 1, ,7 86,8 105, 197,0 2, ,0 87,5 108,0 236,0 2,6 % ,3 88,3 110,1 302,0 2,7 Soya ,0 88,7 112,6 332,0 2, ,0 88,8 113,2 37,0 3,3 % ,0 88,7 102,0 203,0 1, , ,7 21,0 2, ,3 88,2 107,6 271,0 2, % ,3 88,3 110,0 360,0 2,7 Soya ,7 88,5 112,2 390,0 2, ,0 88,9 113,8 22,0 3,2 Eksoz gazı sıcaklıkları bütün karıģımlarda devir sayısına bağlı olarak birbirine yakın bir seyir izlerken bütün devirlerde %100 motorin kullanılan durumdan yüksek olmuģtur. Ancak, %25 motorin + %75 soya yağının kullanıldığı karıģımda elde edilen eksoz gazı sıcaklıkları diğerlerinden belirgin bir farklılık göstermektedir (ġekil-6). Volumetrik verim ise bütün devirlerde %100 motorin kullanılan durumdan daha düģük olmuģtur. (ġekil-7). Yakıt tüketimleri %25 motorin+%75 soya yağı karıģımında diğer kerıģımlara göre daha fazla olmuģtur. Diğer karıģımlar birbirlerine yakın bir seyir izlemiģlerdir (ġekil-8). Yağ basıncı değerleri açısından %100 motorin ile %25 soya karıģımlı motorin değerleri birbirlerine yakın bir seyir izlerken, diğer iki karıģım bunlardan daha düģük değerler içermiģtir (ġekil-9).

11 Yakýt Tüketimi (g/h) Volumetrik Verim (%) Eksoz Gazý Sýcaklýðý ( C) Tarımsal Mekanizasyon 18.Ulusal kongresi Tekirdağ M+25S 50M+50S 25M+75S ġekil-6. Soya Yağı KarıĢımları ile Elde Edilen Eksoz Gazı Sıcaklıkları M+25S 50M+50S 25M+75S ġekil-7. Soya Yağı KarıĢımları ile Elde Edilen Volumetrik Verim Değerleri M+25S 50M+50S 25M+75S

12 Yað Basýncý (kg/cm²) Tarımsal Mekanizasyon 18.Ulusal kongresi Tekirdağ 913 ġekil-8. Soya Yağı KarıĢımları ile Elde Edilen Yakıt Tüketimleri 5,5 3,5 3 75M+25S 50M+50S 25M+75S 2,5 2 1,5 ġekil-9. Soya Yağı KarıĢımları ile Elde Edilen Yağ Basıncı Değerleri.. Ölçülen Değerlerin Devir Sayısına Bağlı Olarak DeğiĢimi Ölçülen ve buna bağlı olarak hesaplanan değerlerin her birinin devir sayısına bağlı olarak değiģimleri, devir sayısı bağımsız değiģken olmak koģuluyla, ikili regrasyon modelleri denenerek istatistiki olarak araģtırılmıģtır. Her bir değer için elde edilen en uygun regrasyon denklemleri ve katsayıları Çizelge- de verilmiģtir. Çizelgeden görüldüğü gibi özellikle yakıt tüketimi ile devir sayısı arasında bütün karıģımlarda oldukça yüksek bir korelasyon bulunmuģtur. Ancak, yağ basıncı ve volumetrik verim değerlerinde karıģımlar arasında devir sayısıyla iliģki açısından büyük sapmalar olduğu görülmüģtür. Ölçülen değerlerin devir sayılarıyla iliģkisi araģtırılırken bu özellikler arasındaki iliģkilerin büyük çoğunluğunun üssel iliģki modeline uyduğu, bu modeli doğrusal modilin izlediği, çok azının da logaritmik iliģki modeline uyduğu saptanmıģtır.

13 Tarımsal Mekanizasyon 18.Ulusal kongresi Tekirdağ 91 Çizelge-. Ölçülen Karekteristik Değerlerin Devir Sayısı ile ĠliĢkilerinin En Uygun Ġstatistik Modelleri KarıĢım Model a b R 2 %100 M Y=exp(a+bX) x ** %75M+%25A Y=aX b 3.1x EKSOZ %50M+%50A Y=exp(a+bX) x ** GAZI %25M+%75A Y=exp(a+bX) x ** SICAKLIĞI %75M+%25S Y=exp(a+bX) x ** %50M+%50S Y=exp(a+bX) x10 - %25M+%75S Y=exp(a+bX) x10 - %100 M Y=exp(a+bX) x ** 99.6** 97.3** %75M+%25A Y=a+bX x VOLÜMET %50M+%50A Y=exp(a+bX) x * RĠK VERĠM %25M+%75A Y=exp(a+bX) x ** DEĞERLERĠ %75M+%25S Y=a+bX x ** %50M+%50S Y=exp(a+bX). 1.90x ** %25M+%75S Y= exp(a+bx) x %100 M Y=exp(a+bX).5.85x10-99.** %75M+%25A Y=exp(a+bX) x ** YAKIT %50M+%50A Y=exp(a+bX) x ** TÜKETĠM %25M+%75A Y=a+bX ** LERĠ %75M+%25S Y=a+bX ** %50M+%50S Y=exp(a+bX) x10-98.** %25M+%75S Y=a+bX ** %100 M Y=aX b * %75M+%25A Y=exp(a+bX) x YAĞ %50M+%50A Y=exp(a+bX) x ** BASINCI %25M+%75A Y=exp(a+bX) x * DEĞERLERĠ %75M+%25S Y=aX b * %50M+%50S Y=a+bX x ** %25M+%75S Y=exp(a+bX) x ** (X: Devir sayısı, Y: Ölçülen değerler)

14 Tarımsal Mekanizasyon 18.Ulusal kongresi Tekirdağ Sonuç Bitkisel yağların belirli oranlarda dizel yakıtına karıģtırılarak kullanılması olanaklarının araģtırıldığı bu çalıģmada elde edilen sonuçları aģağıdaki Ģekilde özetlemek mümkündür; En yüksek eksoz gazı çıkıģ sıcaklığı %25M+%75S karıģımında elde edilmiģtir. Bu durum karıģımın kinematik viskozitesinden kaynaklanmaktadır. Püskürtme anında moleküler parçalanmanın yetersiz oluģu, yanma zamanını uzatmaktadır. Bu nedenle motor ısısı daha yüksek olmakta, içeriye giren hava miktarı azalmakta ve karıģım zenginleģmektedir. Aynı karıģımda meydana gelen ağır koku ve sıvı atıklarının eksoz sisteminde görülmesi bunun kanıtıdır. Yine en fazla yakıt tüketimi de bu karıģımda elde edilmiģtir. Ayrıca, soya yağı karıģımlarında özellikle de son iki karıģımda motor yağının daha fazla inceldiği ve daha çok kirlendiği görülmüģtür. Bu da yağ basıncını düģüren en önemli etken olmuģtur.bu araģtırmada, motorun belirli oranlarda yağ karıģımlarıyla çalıģtırılması sonucu etkilenen bazı karekteristik özellikleri saptanmıģtır. Bu özellikler açısından bir değerlendirme yapılacak olursa, ayçiçeği yağı karıģımlarının kullanılmasında, soya yağına nazaran daha iyi sonuçlar elde edilmiģtir. Ancak, bu karıģımların motorun uzun süreli çalıģtırılması sonucunda bazı yapısal özellikleri üzerine ne gibi etkilerinin olduğunun da araģtırılması gerekmektedir. Kaynaklar BRUWER, J.J., B. Van D. BOSHOFF, F.J.C. HUGO, J. FULS, C. HAWKINS and A.N. Vander WALT, Sunflower Oil as an Extender for Diesel Fuel in Agricultural Tractors. Department of Agricultural Technical Services, Pretoria, Transvaal, South Africa. BARSIC, N.J. and A.L. HUNKE, Performance and Emission Characteristics of a Naturally Aspirated Diesel Engine with Vegetable Oil Fuels. SAE, Paper No , Warrendale, PA. ÇELĠK, H.A. ve M.K. CERRAHOĞLU, Diesel Motorlarında BitkiselYağ ve KarıĢımının Yakıt Olarak Kullanılması. TarımsalMekanizasyon 1. Ulusal Kongresi, Samsun. ÇETĠNKAYA, S The Potantial of Using Sunflower Oil as a Fuel for Diesel Engines. Bilimi ve Tekniği Dergisi, Cilt:3, Sayı 17, Ankara. duplessis, 1981.Vegetable Oil Substitutes for Diesel Fuel. TRANSACTIONS of the ASAE, Paper.No , USA. ENGELMAN, Vegetable Oil Substitutes for Diesel Fuel, TRANSAC-TIONS of the ASAE, vol. 26 (2), Paper No , USA. ERDOĞAN, D. ve A. ONURBAġ, 199. Bir Diesel Motorunun Yakıt Olarak Kullanılan Bazı Bitkisel Yağlarla Ölçülen Performansdeğerleri. A.Ü. Ziraat Fakültesi Yıllığı, Cilt, Fasikül 1-2, S. 7-16, Ankara. GOERING, C.E. and M.J. DAUHERTY, Energy Accounting for Eleven Vegetable Oil Fuels. TRANSACTIONS of the ASAE, vol. 25 (5), P USA.

15 Tarımsal Mekanizasyon 18.Ulusal kongresi Tekirdağ 916 KAUFMAN, K.R., T.J. GERMAN, G.L. PRATT and J. DERRY, Field Evaluation of Sunflower Oil / Diesel Fuel Blends in Diesel Engines. TRAN- SACTIONS of the ASAE, Vol:29 (1), P. 2-9, USA. KAUFMAN, K.R., M. ZIEJEWSKI, Fuel Injection Anomalie Observed During Long-Term Engine Performance Testson Alternate Fuels. Society of Automotive Engineers, Paper No , USA. ONURBAġ, A., Tarımda Kullanılan Sabit Patlamalı Motorlarda ÇeĢitli Gaz Yakıtların Kullanımını sağlayacak KarıĢtırıcı GeliĢtirilmesi. A.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Tarım Makinaları Anabilim Dalı Doktora Tezi, Ankara PAK, V.M. and A. ALLEXI, Praktische Erfahrungen Mit Pflanzenölen also Krafistoff für Diesel Motoren. Grundi, Landtechnik, Bd. 37, Nr.2, S.5-61, Germany. PINAR, Y., Tarımsal Mekanizasyon çözümlü problemleri Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayın No : 39 S. 7-11, Samsun. SCHLICK, M.L., M.A. HANNA and J.L. SCHINSTOCK, Soybean and Sunflower Oil Performance in a Diesel Engine. TRANSACTIONS of the ASAE, Vol. 31 (5), P , USA. YAVUZCAN, G., Termik motorlar uygulama örnekleri Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayın no: 920 / 259 S. 3-9, Ankara