DİZEL-BİTKİSEL YAĞ-n-BÜTANOL ÜÇLÜ KARIŞIMLARININ DİZEL MOTOR PERFORMANSINA ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Transkript

1 DİZEL-BİTKİSEL YAĞ-n-BÜTANOL ÜÇLÜ KARIŞIMLARININ DİZEL MOTOR PERFORMANSINA ETKİLERİNİN İNCELENMESİ Alpaslan Atmanlı *, Erol İler *, Bedr Yüksel ** * K.K. Astsb. Meslek Yüksek Okulu, Makne Bölüm Başkanlığı, BALIKESİR ** Balıkesr Ünverstes, Mühendslk-Mmarlık Fakültes, Makne Müh. Böl., BALIKESİR ÖZET Dzel motorlu araçlarda byoyakıt karışımlarının kullanılması çevresel ve ekonomk açıdan çok önemldr. Byokütleden üretleblen btksel yağlar ve byoalkoller dzel motorlar çn alternatf byoyakıtlardır. Bu çalışmada, dzel yakıtı-btksel yağ mkroemülsyonunu oluşturmak çn ortak çözücü bleşen olarak n-bütanol ve btksel yağ bleşen olarak nötr kanola, soya, ayççeğ, mısır, zeytn, fındık ve pamuk yağı kullanılmıştır. Üçlü karışımlardak byoyakıt kullanım oranını artırmak çn bleşenlern karışım oranı %70 dzel, %20 btksel yağ ve %10 n-bütanol olarak belrlenmştr. Splash blendng metodu kullanılarak 7 farklı yakıt karışımı hazırlanmıştır. Deney yakıtlarının dört slndrl, dört zamanlı, turboşarjlı, drekt püskürtmel br dzel motorunda motor karakterstklernn belrlenmes çn tam yük değşk devr test uygulanmıştır. Deney yakıtları oda sıcaklığında 60 gün süreyle bekletlmş ve hçbr deney yakıtında faz ayrışması oluşmamıştır. Deney yakıtlarının yakıt özellkler ncelenmş ve standartlarda belrtlen sınır değerler çersnde olduğu belrlenmştr. Çalışma sonucunda elde edlen deney sonuçları dzel yakıtının değerleryle karşılaştırılmış ve bu sonuçlara göre moment, efektf güç, ısıl verm, ortalama efektf basınç ve egzoz gaz sıcaklık değerlernde azalma, özgül yakıt tüketm değerlernde se artış meydana geldğ tespt edlmştr. Anahtar kelmeler: Byoyakıt, mkroemülsyon, n-bütanol, btksel yağ, dzel motor. EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THE EFFECT OF DIESEL-VEGETABLE OIL-n-BUTANOL TERNARY BLENDS ON ENGINE PERFORMANCE IN A DIESEL ENGINE ABSTRACT The usng of the blends of bofuels n desel engne vehcles s very mportant due to economcal and envronmental aspect. Vegetable ols and boalcohols that can be obtaned from bomass are bofuels for desel engnes. In ths study, n-butanol as common solublzer component and crude canola, soybean, sun flower, corn, olve, hazelnut and cotton seed ol as vegetable ol component were used for makng mcroemulsfcaton of desel fuelvegetable ol. The blends rato of 70 vol.% desel fuel, 20 vol.% vegetable ol and 10 vol.% n-butanol were determned to ncrease concentraton of bofuels n ternary blends. Seven dfferent ternary blends were prepared va splash blendng method. Engne performance tests of the ternary blends were carred out on a four-cylnder, four-cycle turbocharged drect-njecton desel engne at full load wth varous engne speeds. Test fuels were kept statonary at ambent temperature and the long-term stabltes were observed at 60 days. There were not any phase separatons n ternary blends. Fuel propertes of test fuels are examned and determned n agreement wth the fuel standards. Accordng to engne performance test results of ternary blends, brake torque, brake power, thermal effcency, brake mean effectve pressure and exhaust gas temperatures decreased, whle brake specfc fuel consumpton ncreased compared to those of desel fuel. Keywords: Bofuels, mcroemulsfcaton, n-butanol, vegetable ol, desel engne. 1

2 1. GİRİŞ Dünya genelnde artan petrol fyatları ve fosl kökenl yakıtların yaydığı emsyonlar le oluşan sera gazı etksnn artması, yen ve alternatf enerjlere yönelmey zorunlu hale getrmektedr. Dünya genelnde sanayleşme ve taşıt sayısının artması da fosl kökenl yakıtlara olan taleb hızla artırmıştır. Bugün dünyada fosl yakıtlar brncl enerj tüketmnn %80 nn teşkl etmektedr. Bu oranda da en fazla payı %58 lk oranla ulaşım sektörü almaktadır [1]. Ulaştırma sektöründe en fazla kullanılan dzel motorlarına alternatf yakıt olablecek yenleneblr enerj kaynakları çersnde en büyük teknk potansyele byokütle sahptr. Ana bleşenler karbonhdrat bleşkler olan btksel ve hayvansal kökenl tüm byolojk maddeler byokütle enerj kaynağıdır. Bu kaynaklardan üretlen yakıtlar se byoyakıt olarak tanımlanmaktadır ve btksel yağlar le byoalkollern gelecekte uygun byoyakıt kaynakları olacağı öngörülmektedr [1-]. Btksel yağlar ve byoalkollern kaynağını oluşturan byokütlenn sürekl temn edleblmes, yenleneblr olmaları, kmyasal yapılarındak oksjen sayesnde krletc egzoz gazlarının düşük olması btksel yağların ve byoalkollern dzel motorlarda alternatf yakıt olarak kullanılmasında avantaj sağlamaktadır [4]. Btksel yağların dzel motorlarında kullanılması le lgl yapılan bütün çalışmalarda btksel yağların yüksek vskozteye sahp olması temel sorun olarak gösterlmektedr [5-9]. Btksel yağların vskoztesnn azaltılmasında, ısıl ve kmyasal olmak üzere k yöntem uygulanmaktadır. Isıl yöntemde, yakıt olarak kullanılacak olan btksel yağların ön ısıtma le sıcaklıklarının artırılması yoluyla vskoztelernn azaltılması amaçlanmaktadır. Kmyasal yöntemler, seyreltme (karışım), prolz, transesterfkasyon ve mkroemülsyon yöntemler olmak üzere dörde ayrılmaktadır [8,9]. Yaygın olarak kullanılan transesterfkasyon yöntem le byodzeln üretmnde ve kullanımında çeştl olumsuzluklar ortaya çıkmaktadır. Bunlar; byodzeln üretm malyetnn yüksek olması, üretmde açığa çıkan glsern değerl br ürün halne getrmek çn lave enerjnn harcanması, 0 o C nn altındak düşük sıcaklıklarda soğuk akış özellklernn olumsuz etklenmes ve NO x emsyonunun dzel yakıtına göre artış göstermes şeklnde sıralanmaktadır [9-12]. Mkroemülsyon, normalde karışmayan k sıvının karışmasını sağlamak çn ortak çözücü katkı maddes olarak bütanol, oktanol ve hekzanol gb çözücüler kullanılarak karışımların dzel motoru çn gerekl vskozte değernn sağlanması çn uygulanan br metottur. Ayrıca, bu çözücüler btksel yağlarla karıştırılarak dzel motorlarında kullanılacak byoyakıtların çözünürlük oranları mkroemülsyon yöntem kullanılarak belrleneblmekte ve düşük sıcaklıklarda kararlı br özellk sergleyen, dzel yakıtına alternatf yakıtlar elde edleblmektedr [10,1-16]. Alkol-dzel yakıtı karışımlarının alternatf br yakıt olarak değerlendrlmes le lgl yapılan çalışmalarda en 2 çok kullanılan alkol çeştler metanol (CH OH) ve etanol (C 2 H 5 OH) dür. Etanol metanole göre yenleneblr ve genş kullanım potansyelne sahptr. Ancak etanolün dzel motorlarda dzel yakıtı le karışım oluşturma şeklnde kullanılmasında 10 o C nn altındak sıcaklıklarda faz ayrışması gerçekleşmektedr [9,17]. Etanol ve metanolün dzel motorlarda gösterdğ olumsuz özellkler gdereblecek, bu alkollere göre daha avantajlı ve rakp olablecek ntelkte olan byoalkol çeşd olarak bütanol (C 4 H 9 OH) gösterlmektedr [18,19]. Bütanolün düz zncrl molekül yapısına sahp zomerlernden br olan n-bütanol (1-bütanol), etanole göre çok düşük korozyon oluşturma rsk, yüksek ısıl değer, yüksek setan sayısı, düşük polarte ve ayrıca ortak çözücü özellğ sayesnde apolar özellk gösteren dzel yakıtı ve btksel yağlarla çok y karışım oluşturma gb üstünlükler bulunmaktadır [15,20]. Dzel yakıtı le karışım oluşturmada n-bütanol bu özellkleryle etanole göre terch edlecek br alkol çeşd olmaktadır. Dzel motorlarda kullanılan byoalkoller le lgl yapılan çalışmalar ncelendğnde, n-bütanolün alternatf yakıt olarak kullanılması le lgl sınırlı sayıda çalışma olmasına rağmen, son yıllarda dzel motorlar çn gderek öneml hale gelmektedr [15,21]. Lujaj ve dğ., br dzel motorunda croton yağı, n-bütanol ve dzel yakıtı üçlü karışımlarının yakıt özellklern, motor performansını ve emsyonlarını ncelemşlerdr. Deney sonuçlarına göre, özgül enerj tüketmnde motor yükü arttıkça artış, ısıl vermde se düşüş kaydedlmştr. Üçlü karışımlarda yüksek slndr basıncına ve sıcaklığına ulaşıldığı ve buna bağlı olarak da ısı salımında artış görülmüştür. 2 nolu dzel yakıtına göre karşılaştırıldığında, karbon monokst (CO) ve duman emsyonunda düşüş, hdrokarbon (HC) emsyonunda artış belrlenrken azot okst (NO x ) emsyonunda se herhang br değşm olmadığı belrtlmştr. Yakıt karışımlarında faz ayrışmasının gerçekleşmedğ ve btksel yağın yakıt özellklernde yleşmelern olduğu kaydedlmştr [22]. Atmanlı ve dğ., dzel yakıtı, pamuk yağı ve n-bütanol üçlü karışımlarının faz kararlılıklarını, motor performansı ve emsyonlarını ncelemşlerdr. Tasarlanan üçlü karışımın düşük sıcaklıklarda kararlı br faz serglemes çn üç bleşenn oda sıcaklığı, 5 o C, 0 o C, -5 o C ve -10 o C olmak üzere beş farklı sıcaklıktak çözünürlük lşkler ttrasyon yöntem kullanılarak ncelenmştr. Bu sıcaklıklar çn ttrasyon sonucu elde edlen karışım yüzdeler yardımıyla üçgen faz dyagramları çzlerek çözünür alanlar belrlenmştr. En düşük sıcaklık değer olan -10 o C sıcaklığa at dyagramdak faz ayrışmasının gerçekleşmedğ alan çersnden %70 dzel yakıtı, %20 pamuk yağı ve %10 n-bütanol konsantrasyonu (DCtOnB) seçlerek br dzel motorda test edlmştr. Deney sonuçlarına göre, moment, efektf güç, efektf verm, ortalama efektf basınç ve egzoz gaz sıcaklığında düşüş, özgül yakıt tüketmnde se artış kaydedlmştr. CO ve karbon dokst (CO 2 ) emsyonlarında özellkle düşük motor hızlarında düşüş gerçekleşrken, NO x ve HC emsyonlarında se artış gerçekleşmştr. DCtOnB yakıtının düşük sıcaklıkta sergledğ yakıt özellkler ve

3 egzoz emsyonları azaltması bakımından uygun br yakıt olduğu vurgulanmıştır [10]. Lteratürde sınırlı sayıda yapılan çalışmalar dkkate alınarak, üçlü karışımda dzel yakıtı le brlkte btksel yağ bleşen olarak nötr kanola, soya, ayççeğ, mısır, zeytn, fındık, pamuk yağı ve byoalkol bleşen olarak da n-bütanol kullanılarak yapılan bu çalışmada; byoyakıt kullanım oranını artırmak ve Avrupa Brlğ 200/0/EC no lu 8 Mayıs 200 tarhl byoyakıt kullanım drektfnn 2020 yılı byoyakıt kullanımı çn hedefledğ %20 oranına alternatf br yakıt karışımı tasarlamak çn bleşenlern karışım oranı %70 dzel, %20 btksel yağ ve %10 n-bütanol olarak belrlenmştr. Deney yakıtları, dört slndrl, dört zamanlı, turboşarjlı, drekt püskürtmel br dzel motorunda motor karakterstklernn belrlenmes çn test edlmştr. Elde edlen motor performans parametreler referans yakıtının değerler le karşılaştırılmıştır. 2. MATERYAL VE METOD 2.1. Test Düzeneğ Motor performans değerlernn tesptnde, maksmum gücü 119 kw ve maksmum devr /mn olan BT- 190 model sulu tp motor test chazı kullanılmıştır. Motor test düzeneğnn şematk görünümü Şekl 1 de görülmektedr. Şekl 1. Motor test düzeneğ Motor test düzeneğnde deney motoru olarak Land Rover marka dört slndrl, dört zamanlı, drekt püskürtmel ve turboşarjlı br dzel motoru kullanılmıştır. Deneyde kullanılan motorun, teknk özellkler Tablo 1 de verlmştr. Tablo 1. Deney motorunun teknk özellkler Slndr çapı mm Strok mm Hacm 2495 cc Sıkıştırma oranı 19.5:1 Maksmum moment 25 Nm (2200 1/mn) Maksmum güç 82 kw (800 1/mn) Motor rölant devr 720 1/mn Maksmum motor devr /mn Püskürtme zamanı 15 Ü.Ö.N önce Püskürtme basıncı 200 bar Soğutma sstem Su le soğutmalı 2.2. Deney Yakıtları Üçlü karışımın brnc bleşen olarak dzel yakıtı, knc bleşen olarak yenleneblr kaynaklardan üreteblen, yakıt özellkler bakımından etanol ve metanol gb alkollere göre dzel yakıtına daha yakın yakıt özellğ sergleyen, ortak çözücü özellğne sahp olan n-bütanol (nb) ve üçüncü bleşen olarakta Türkye nn klm şartlarında yetştrleblen nötr kanola (K), soya (S), ayççeğ (A), mısır (M), zeytn (Z), fındık (F) ve pamuk (P) yağı kullanılmıştır. Dzel (D) yakıtı Petrol Ofs frmasından, %99 saflıktak n-bütanol Tekkm frmasından, btksel yağlar se Kula Yağ Fabrkası/Balıkesr den temn edlmştr. Çalışmada kullanılan btksel yağların, yağ ast kompozsyonlarının ölçümünde Aglent Technologes 6850 Network GC System marka test chazı kullanılmıştır. Test chazında taşıyıcı gaz olarak helyum ve C çalışma aralığında, 60 m uzunluğunda, 0,25 mm çapında ve 0,2 µm flm kalınlığında HP-88 marka kolon bulunmaktadır. Btksel yağların ölçülen yağ astlernn (%) değerler Tablo 2 de verlmştr. Tablo 2. Btksel yağların, yağ ast kompozsyonları (%) Yağ astler Mrstk (C14:0) Palmtk (C16:0) Steark (C18:0) Araşdk (C20:0) Behenk (C22:0) Lgnoserk (C24:0) Palmtolek (C16:1) Olek (C18:1) Lnolek (C18:2) Lnolenk (C18:) Ast sayısı (% m/m) Kanola Soya Ayççek Mısır Zeytn Fındık Pamuk Byoyakıt karışımı hazırlamak çn üç metod kullanılmaktadır. Bunlar splash-blendng, yakıt tankı çnde karıştırma ve yakıt hattı üzernde karıştırma

4 Hesaplanan Ölçülen metodu olarak sıralanmaktadır [2,24]. Karışım hazırlamada kullanılan bu metodlar arasında daha etkl, verml ve yaygın br şeklde kullanılan metod olarak splash blendng metodu gösterlmektedr [10,2-25]. Üçlü karışımlardak byoyakıt kullanım oranını artırmak ve Avrupa Brlğ 200/0/EC no lu 8 Mayıs 200 tarhl byoyakıt kullanım drektfnn 2020 yılı byoyakıt kullanımı çn hedefledğ %20 oranına alternatf br yakıt karışımı tasarlamak çn bleşenlern karışım oranı %70 dzel (D), %20 btksel yağ ve %10 n-bütanol (nb) olarak belrlenmştr. Dzel yakıtı ve btksel yağ bleşenler arasında mkroemülsyonu sağlayan ortak çözücü n-bütanol kullanılarak splash blendng metoduyla üçlü karışımlar hazırlanmıştır. Hazırlanan karışımlar sırasıyla DnBK, DnBS, DnBA, DnBM, DnBZ, DnBF ve DnBP olarak adlandırılmıştır. Üçlü karışım bleşenler ve deney yakıtları Şekl 2 de görülmektedr. Eştlğe göre Hu k karışımın Mj/kg cnsnden alt ısıl değern ve Hu se yakıt bleşenlernn blnen alt ısıl değerlern fade etmektedr. Karışımların setan sayılarının hesaplanmasında () eştlğnden yararlanılmıştır. SS ( x SS ) k 1 Eştlğe göre SS k karışımın setan sayısını ve SS se yakıt bleşenlernn blnen setan sayılarını fade etmektedr. Karışımların knematk vskoztelernn hesaplanmasında (4) eştlğnden yararlanılmıştır. ln k x ln 1 Eştlğe göre ƞ k karışımın (mm 2 /s) cnsnden knematk vskoztesn ve ƞ se yakıt bleşenlernn blnen knematk vskoztelern fade etmektedr. Deney yakıtlarına at yakıt özellkler Tablo te verlmştr. () (4) Şekl 2. Üçlü karışım bleşenler ve deney yakıtları Yakıt bleşenler seçlen konsantrasyonda brbr çnde rahatlıkla çözündüğü çn karışıma dışarıdan herhang br enerj (karıştırma şlem) verlmemştr ve karışımlardan alınan numuneler oda sıcaklığında 60 gün süreyle bekletlmş ve hçbr deney yakıtında faz ayrışması oluşmamıştır. 2.. Yakıt Özellklernn Tahmnlenmes Üçlü yakıt karışımlarındak yakıt bleşenlernn blnen yakıt özellkler kullanılarak, Kay Mxng kuralına göre sırasıyla yoğunluk, alt ısıl değer ve setan sayıları, Arrhenus Mxng kuralına göre de knematk vskozteler hesaplanmıştır [26-0]. Tablo. Deney yakıtlarının yakıt özellkler Alt ısıl Knematk Yoğunluk Setan Yakıt değer vskozte (g/ml) sayısı (Mj/kg) (mm 2 /s) 40 C Dzel n-bütanol DnBK DnBS DnBA DnBM DnBZ DnBF DnBP Karışımların yoğunluklarının hesaplanmasında (1) eştlğnden yararlanılmıştır. k 1 ( x ) Eştlğe göre ρ k karışımın g/ml cnsnden yoğunluğunu, sırasıyla üç yakıt bleşenn, x yakıt bleşenlernn hacmsel karışım oranlarını ve ρ se blnen yoğunluklarını fade etmektedr. Karışımların alt ısıl değerlernn hesaplanmasında (2) eştlğnden yararlanılmıştır. Hu k 1 ( x Hu ) 1 ( x ) (1) (2) Motor Test Yöntem Bütün deneyler TS 121 İçten Yanmalı Motorlar- Muayene ve Deney Esaslarına göre yapılmıştır. TS 121 de belrtldğ gb motor, maksmum gücünün %10 u olan 8.2 kw güç ve rölant devrnn 2 katı olan /mn de çalışma sıcaklığına getrlene kadar çalıştırılmıştır. Çalışma sıcaklığına gelen motor üzernden yük kaldırılarak tekrar rölant devr olan 720 1/mn ye getrlerek 5 dakka çalıştırılmıştır. Motor performans değerlernn ölçülmes çn tam yük değşk devr test yapılmıştır. Motor tam gaz konumuna getrlerek, motorun maksmum devr olan /mn de motor performans değerler ölçülmüştür. Motor tam gaz konumunda ken gaz koluna dokunmadan test chazı le yüklenmeye başlanmış, deney motorunun maksmum güç

5 ve maksmum tork devrlern de kapsayan 4400, 4200, 800, 400, 000, 2600, 2200 ve /mn de motor performans değerler tekrar ölçülmüştür. Deneyler süresnce motor soğutma suyu çıkış sıcaklığı C aralığında tutulmuştur. Deneyler esnasında motor devr sayısı, seçlen devr sayısından % ±5 veya 10 1/mn den hangs büyükse ondan daha fazla sapmayacak şeklde kararlı hale geldkten sonra motor gücü, moment ve yakıt tüketm değerler tespt edlmştr. Bütün test yakıtlarıyla yapılan deneyler üç kez tekrarlanmış ve ölçülen değerlern artmetk ortalaması hesaplanmıştır. Üçlü karışım yakıtlarıyla elde edlen moment ve güç değerlernn dzel yakıtına göre azalmasının neden üçlü karışımların yüksek vskozte, düşük ısıl değer ve setan sayısına sahp olması olarak açıklanablr.. SONUÇLAR Bu çalışmada, dzel-btksel yağ-n-bütanol üçlü yakıt karışımının dzel motor performansına etkler ncelenmştr. Motor devrne bağlı olarak tam yük değşk devr testlernden elde edlen moment, saatlk yakıt tüketm, egzoz gaz sıcaklığı ve motor test chazı tarafından düzeltme faktörü göz önüne alınarak hesaplanan düzeltlmş güç, ayrıca formül yardımıyla hesaplanan özgül yakıt tüketm, efektf verm ve ortalama efektf basınç değerlerne at grafkler ve bu grafklere at yorumlar aşağıda ayrıntılı br şeklde verlmştr..1. Motor Performans Karakterstkler Dzel yakıtı ve üçlü karışımların motor devrne bağlı moment ve güç değşmler, sırasıyla Şekl ve 4 te gösterlmektedr. Üçlü karışım yakıtlarıyla elde edlen moment değerler dzel yakıtının moment değerlerne göre azaldığı tespt edlmştr. DnBK, DnBS, DnBA, DnBM, DnBZ, DnBF ve DnBP yakıtlarıyla elde edlen moment değerler, dzel yakıtıyla elde edlen değerlere göre ortalama olarak sırasıyla %0.76, %0.81, %1.2, %2.7, %0.88, %1.62 ve %2.18 oranda azalmıştır. Bu değerlere bağlı olarak hesaplanan güç değerler se sırasıyla %0.94, %0.69, %1.45, %2.44, %1.0, %1.7 ve %2.12 oranda azalmıştır. Şekl 4. Motor devrne bağlı efektf güç değşmler Yüksek vskozte, yakıtın enjektörden püskürtülmesn güçleştrmekte ve atomzasyonunu kötüleştrmektedr [1]. Ayrıca üçlü karışımları oluşturan bleşenlerden n-bütanol ve btksel yağların kmyasal yapılarındak oksjen moleküllernn varlığı karışımların ısıl değerlern azaltıcı etk göstermektedr. Isıl değern de düşük olması yanma sonucu açığa çıkan enerjnn azalmasına ve pston üzerne etkyen basınç le faydalı şe dönüşüm oranının da azalmasına neden olmaktadır. Dzel yakıtı ve üçlü karışımların motor devrne bağlı özgül yakıt tüketm değerler Şekl 5 te gösterlmektedr. Üçlü karışım yakıtlarıyla elde edlen özgül yakıt tüketm değerler dzel yakıtının özgül yakıt tüketm değerlerne göre artış gösterdğ tespt edlmştr. DnBK, DnBS, DnBA, DnBM, DnBZ, DnBF ve DnBP yakıtlarıyla elde edlen özgül yakıt tüketm değerler, dzel yakıtıyla elde edlen değerlere göre ortalama olarak sırasıyla %22.68, %21.45, %22.22, %24.67, %21.9, %21.47 ve %28.9 oranda artmıştır. Şekl. Motor devrne bağlı moment değşmler Şekl 5. Motor devrne bağlı özgül yakıt tüketm değşmler 5

6 Üçlü karışımların setan sayıları dzel yakıtına göre daha düşüktür (Tablo ). Düşük setan sayısı, tutuşma geckmes süresnn uzamasına neden olduğundan dolayı yanma odasında lk alev çekrdeğnn oluşmasına kadar geçen sürede üçlü karışımların püskürtme mktarının artmasına neden olmaktadır. Yanmanın geç başlaması yanma süresn uzatıcı etk göstereceğ çn bu süre çersndek motor parçalarına ısı transfer mktarı da artacaktır [2]. Bundan dolayı, slndr çersndek efektf güce dönüşeblecek faydalı enerjnn azalması, üçlü karışım yakıtlarının özgül yakıt tüketm değernn artmasına neden olduğu değerlendrlmektedr. Dzel yakıtı ve üçlü karışımların motor devrne bağlı efektf verm değerler Şekl 6 da gösterlmektedr. Üçlü karışım yakıtlarıyla elde edlen efektf verm değerler dzel yakıtının efektf verm değerlerne göre azaldığı tespt edlmştr. DnBK, DnBS, DnBA, DnBM, DnBZ, DnBF ve DnBP yakıtlarıyla elde edlen efektf verm değerler, dzel yakıtıyla elde edlen değerlere göre ortalama olarak sırasıyla %1.99, %1.4, %1.85, %15.42, %14.05, %1.45 ve %18.25 oranda azalmıştır. Şekl 7. Motor devrne bağlı ortalama efektf basınç değşmler Üçlü karışımların dzel yakıtına göre ısıl değernn az ve vskozte değernn yüksek olması yanma sonunda açığa çıkan enerjnn ve krank mln çevrmek çn pston üzerne çevrm boyunca etk eden basınçların ortalaması olarak tanımlanan ortalama efektf basıncın azalmasına neden olmaktadır. Bunun sonucunda, üçlü karışımlar le elde edlen ortalama efektf basınç değer dzel yakıtı karşılaştırıldığında düşük olduğu tespt edlmştr. Dzel yakıtı ve üçlü karışımların motor devrne bağlı egzoz gaz sıcaklıkları Şekl 8 de gösterlmektedr. Üçlü karışım yakıtlarıyla elde edlen egzoz gaz sıcaklıkları dzel yakıtının egzoz gaz sıcaklıklarına göre azaldığı tespt edlmştr. DnBK, DnBS, DnBA, DnBM, DnBZ, DnBF ve DnBP yakıtlarıyla elde edlen egzoz gaz sıcaklıkları, dzel yakıtıyla elde edlen değerlere göre ortalama olarak sırasıyla %6.75, %7.0, %7.08, %8.28, %8.72, %6.7 ve %6.57 oranda azalmıştır. Şekl 6. Motor devrne bağlı efektf verm değşmler Yakıtın faydalı şe dönüşüm oranının br gösterges olan efektf verm etkleyen en öneml motor performans parametres özgül yakıt tüketmdr. Üçlü karışımların Tablo te belrtlen yakıt özellkler ncelendğnde dzel yakıtına göre ısıl değernn ve setan sayısının düşüklüğü, vskozte değernn yüksek olması yanma sonunda açığa çıkan enerjnn azalmasına ve faydalı şe dönüşüm oranının düşmesne neden olmaktadır. Bu durum üçlü karışım yakıtları le elde edlen efektf verm değernn dzel yakıtına göre düşmesne neden olduğu değerlendrlmektedr. Dzel yakıtı ve üçlü karışımların motor devrne bağlı ortalama efektf basınç değerler Şekl 7 de gösterlmektedr. Üçlü karışım yakıtlarıyla elde edlen ortalama efektf basınç değerler dzel yakıtının ortalama efektf basınç değerlerne göre azaldığı tespt edlmştr. DnBK, DnBS, DnBA, DnBM, DnBZ, DnBF ve DnBP yakıtlarıyla elde edlen ortalama efektf basınç değerler, dzel yakıtıyla elde edlen değerlere göre ortalama olarak sırasıyla %0.97, %0.7, %1.48, %2.48, %1.04, %1.77 ve %2.15 oranda azalmıştır. Şekl 8. Motor devrne bağlı egzoz gazı sıcaklığı değşmler Üçlü karışımı oluşturan bleşenlerden en yüksek gzl buharlaşma ısısına sahp olan n-bütanolün alev sıcaklığını düşürerek yanma sonu sıcaklığını azalttığı değerlendrlmektedr. Üçlü karışımlar çersndek btksel yağların se karışımların vskozte değerlern artırmakta, vskoztenn artması se yanma vermn 6

7 olumsuz yönde etkleyerek yanma sonu sıcaklığını düşürmektedr. Üçlü karışımların yakıt özellklerne bağlı olarak yanma üzerndek etklernn tamamı brlkte değerlendrldğnde, egzoz gaz sıcaklıklarının azalmasında düşük ısıl değer, yüksek gzl buharlaşma ısısı ve vskoztenn düşük setan sayısından daha etkn rol oynadığı değerlendrlmektedr. Yukarıda yapılan değerlendrmeler sonucunda; Ham btksel yağların, dzel motorlarda herhang br yapısal değşklk yapmaksızın alternatf br yakıt olarak verml br şeklde kullanılablmes çn dzel-btksel yağ karışımının ortak çözücü özellğne sahp n-bütanol le mkroemülsyonun ucuz ve etkl br yöntem olduğu değerlendrlmektedr. Deney yakıtlarının yağ ast kompozsyonları ve yakıt özellkler dkkate alındığında, btksel yağların setan sayısını artırıcı etk gösteren çft bağ sayısının (olek ast (C18:1)) az olduğu fındık ve zeytn yağları ön plana çıkmaktadır. Petrol rezervlernn azalması ve petrol fyatlarındak belrszlkler nedenyle doğrudan gıda amaçlı olarak kullanılmayan btksel yağların dzel motorlarında kullanılması önem kazanmaktadır. Bu nedenle, Türkye nn btksel yağ üretm değerler ncelendğnde doğrudan gıda amaçlı kullanılamayan pamuk yağının mkroemülsyon yöntemnde btksel yağ bleşen olarak kullanılmasının uygun olacağı değerlendrlmektedr. KAYNAKLAR 1. Ngam, P. S., Sngh, A., 2011, Producton of lqud Bofuels from Renewable Resources- Revew, Progress n Energy and Combuston Scence, Vol. 7, pp Drapcho, C. M., Nhuan, N., P., Walker, T., 2008, Bofuels Engneerng Process Technology, New York: Mc Graw Hll, pp Esteban, B., Baquero, G., Pug, R., Rba, J. R., Rus, A., 2011, Is It Envronmentally Advantageous to Use Vegetable Ol Drectly as Bofuel nstead of Convertng It to Bodesel?, Bomass and Boenergy, Vol. 5, pp Atmanlı, A., 201, Dzel Motorunda Dzel Yakıtı-Alkol-Btksel Yağ Karışımları Kullanımının Motor Karakterstklerne Etklernn İncelenmes, Doktora Tez, Balıkesr Ünverstes, Fen Blmler Ensttüsü, Balıkesr. 5. Sdbe, S.S., Bln, J., Vatlngom, G., Azoumah Y., 2010, Use of Crude Fltered Vegetable Ol as a Fuel n Desel Engnes State of The Art: Lterature revew, Renewable and Sustanable Energy Revews, Vol. 14, pp Demrbaş, A., 2008, Bodesel, A Realstc Fuel Alternatve for Desel Engnes, London: Sprnger-Verlag, pp Knothe, G., 2005, Bodesel Handbook, Urbana: AOCS Pres, pp Ramadhas, A.S., Jayaraj, S., C. Muraleedharan, 2004, Use of Vegetable Ols as I.C. Engne Fuels-A Revew, Renewable Energy, Vol. 29, pp Agarwal, A. K., 2007, Bofuels (alcohols and bodesel) Applcatons as Fuels for Internal Combuston Engnes, Progress n Energy and Combuston Scence, Vol., pp Atmanlı, A., Yüksel, B., İler, E., 201, Expermental Investgaton of the Effect of Desel-Cotton Ol-n-Butanol Ternary Blends on Phase Stablty, Engne Performance and Exhaust Emsson Parameters n a Desel Engne, Fuel, Vol. 109, pp No, S. Y., 2011, Inedble Vegetable Ols and Ther Dervatves for Alternatve Desel Fuels n CI Engnes: A Revew, Renewable and Sustanable Energy Revews, Vol. 15, pp İler, E., 2012, Byodzele Antoksdan Eklenmesnn NO x Emsyonuna Etklernn Deneysel Olarak İncelenmes, Doktora Tez, Ege Ünverstes Fen Blmler Ensttüsü, İzmr. 1. Demrbaş, A., 2009, Green Energy and Technology Bofuels, London: Sprnger Verlag, pp Srvastava, A., Prasad, R., 2000, Trglycerdes- Based Desel Fuels, Renewable and Sustanable Energy Revews, Vol. 4, pp Kumar, S., Cho, J. H., Park, J., Moon, I., 201, Advances n Desel-Alcohol Blends and Ther Effects on the Performance and Emssons of Desel Engnes, Renewable and Sustanable Energy Revews, Vol. 22, pp Agarwal, A. K., Rajamanoharan, K., 2009, Expermental Investgatons of Performance and Emssons of Karanja Ol and ts Blends n A Sngle Cylnder Agrcultural Desel Engne, Appled Energy, Vol. 86, pp Laza, T., Bereczky, A., 2011, Basc fuel Propertes of Rapeseed Ol-Hgher Alcohols Blends, Fuel, Vol. 90, pp Avcı, A., Dönmez, S., 2011, Byoyakıt Olarak Bütanol ve Fermantasyonla Üretm, Elektronk Mkrobyoloj Dergs, No.2, ss Quresh, N., Ezej, T. C., 2008, Butanol, a Superor Bofuel Producton From Agrcultural Resdues (Renewable Bomass): Recent Progress n Technology, Bofuels, Boproducts and Borefnery, Vol. 2, pp Sukjt, E., Herreros, J. M., Dearn, K. D., Tsolaks, A., Thenno, K., 2012, Effect of Hydrogen on Butanol e-bodesel Blends n Compresson Ignton Engnes, Internatonal Journal of Hydrogen Energy, Vol. 8, pp

8 21. Jn,C., Yao, M., Lu, H., Leed, C. F., J, J., 2011, Progress n the Producton and Applcaton of n-butanol as a Bofuel, Renewable and Sustanable Energy Revews, Vol. 15, pp Lujaj, F., Krstóf, L., Bereczky, A., Mbarawa, M., 2011, Expermental Investgaton of Fuel Propertes, Engne Performance, Combuston and Emssons of Bblends Contanng Croton Ol, Butanol, and Desel on a CI Engne, Fuel, Vol. 90, pp Josh, R. M., Pegg, M. J., 2007, Flow Propertes of Bodesel Fuel Blends at Low Temperatures, Fuel, Vol. 86, pp BC Transt, 2008, Bodesel Blendng Gude, pp Chotwchen, A., Luengnaruemtcha, A., Ja-In, S., 2009, Utlzaton of Palm Ol Alkyl Esters as an Addtve n Etanol Desel and Butanol-Desel Blends, Fuel, Vol. 88, pp Swale, L., Krstóf, L., Adam, T., Bereczky, A., Mbarawa, M., Pennnger, A., Kolesnkov, A., 201 Combuston and Emsson Characterstcs of n- Butanol/Desel Fuel Blend n a Turbo-Charged Compresson Ignton Engne, Fuel, Vol. 107, pp Ramírez, V. L., Rodríguez, J., Jaramllo AR., 2012, Predctng Cetane Number, Knematc Vscosty, Densty and Hgher Heatng Value of Bodesel from ts Fatty Acd Methyl Ester Composton, Fuel, Vol. 91, Kashnath, S. A., Manan, Z. A., Hashm, H., Alw W., 2012, Desgn of Green Desel From Bofuels Usng Computer Aded Technque, Computers and Chemcal Engneerng, Vol. 41, pp Ramos, M., Fernández, C., Casas, A, Rodríguez, L., Pérez, A., 2009, Influence of Fatty Acd Composton of Raw Materals on Bodesel Propertes, Boresource Technology Vol. 100, pp Schoo, R.,,Hoxe, A., 2012, Basc Propertes of Refned, Bleached and Deodorzed Soybean Ol- Butanol Blends, Fuel, Vol. 102, İler, E., Koçar, G., 2009, Expermental Investgaton of the Effect of Fuel Injecton Advance on Engne Performance and Exhaust Emsson Parameters Usng Canola Ol Methyl Ester n a Turbocharged Drect-Injecton Desel Engne, Energy Fuel, Vol. 2, pp İler, E., Karaoğlan, D., Atmanl, A., 201, Response Surface Methodology Based Predcton of Engne Performance and Exhaust Emssons of a Desel Engne Fuelled wth Canola Ol Methylester, Renewable and Sustanable Energy, Vol. 5, 012, pp