Biyodizel Yakıtla Çalıştırılan Küçük Güçlü Bir Diesel Motorun Performans ve Emisyonuna Giriş Hava Basıncının Etkisinin İncelenmesi



Benzer belgeler
Atık Kızartma Yağı Metil Esterinin Bir Dizel Motorunda, Motor Performansı ve Egzoz Emisyonlarına Etkisinin Araştırılması

Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi TÜRKİYE 10. ENERJİ KONGRESİ

Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ 187 KÜÇÜK GÜÇLÜ İÇTEN PATLAMALI MOTORLARIN KARAKTERİSTİK ÖZELLİKLERİ VE POMPA AKUPLASYONU

SIKIŞTIRMA ORANININ BİR DİZEL MOTORUN PERFORMANS VE EMİSYONLARINA ETKİLERİ

KANOLA YAĞI METİL ESTERİ VE KARIŞIMLARININ MOTOR PERFORMANS VE EGZOZ EMİSYONLARINA OLAN ETKİLERİ

Kanola Yağı Alkil Esterlerinin Bir Dizel Motorunun Performansına ve Emisyon Karakteristiklerine Etkilerinin Belirlenmesi

Karabük Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Mekatronik Mühendisliği Bölümü Karabük TÜRKİYE ÖZET

Dizel Motorlarında Enjeksiyon Basıncı ve Maksimum Yakıt Miktarının Motor Performansı ve Duman Emisyonlarına Etkilerinin İncelenmesi

Dizel ve Haşhaş Yağı Biyodizel Yakıt Karışımlarının Motor Performansı ve Egzoz Emisyonları Üzerindeki Etkilerinin Deneysel İncelenmesi

KETENCİK ETİL ESTERİNİN TURBO ŞARJLI BİR MOTORDA YAKIT OLARAK KULLANIMINDA MOTORUN EGZOZ EMİSYONLARINA ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

SOYA YAĞI METİL ESTERİNİN MOTOR PERFORMANS KARAKTERİSTİKLERİ ve NO X EMİSYONLARI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN İNCELENMESİ

ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Üniversite Yıl Lisans Tarımsal Mekanizasyon Atatürk Üniversitesi 1988 Y. Lisans Tarım Makinaları Bölümü Anabilim Dalı

METİL VE ETİL ESTERİN DİZEL YAKITI OLARAK KULLANILMA İMKANLARININ DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI ÖZET

Şekil 1. Deney düzeneğinin şematik görünümü.

14th International Combustion Symposium (INCOS2018) April 2018

Bölüm 2 Kirletici Maddelerin Oluşumu

Aspir Biyodizelinde Farklı Enjektör Basınçlarının Motor Performansına Etkisi

Tek silindirli bir dizel motorda atık biyodizel kullanımının motor performansı ve emisyonlarına etkisi

Bölüm 3 Motor Çalışma Koşullarının Emisyonlara Etkisi

İÇTEN YANMALI MOTORLARDA SOĞUTMA SUYU SICAKLIĞININ MOTOR PERFORMANSINA ETKİLERİ ÜZERİNE DENEYSEL BİR ARAŞTIRMA

Bir Dizel Motorda Yakıt Olarak Kullanılan Balık Yağı Metil Esteri Karışımlarının Motor Performans Ve Emisyonlarına Etkisi

Bir Dizel Motorunda Ayçiçeği Metil Esteri Kullanımının Motor Performans ve Emisyonlarına Etkisi

Suat SARIDEMİR 1 Bülent ERYAKALI 2 TÜRKİYE.

FARKLI KATALIZÖR VE YIKAMA SUYU KULLANILAN KANOLA METIL ESTERININ DIZEL MOTORLARDA KULLANIMININ EMISYONLAR ÜZERINE ETKISI

Biyodizel-Dizel Yakıt Karışımlarının Motor Gürültü Ve Egzoz Emisyonlarına Olan Etkisi

Dietil Eter-Dizel Karışımlarının Direkt Enjeksiyonlu Bir Dizel Motorunun Performans ve Emisyonlarına Etkisi

ZEYTİN YAĞI VE PAMUK YAĞI İLE DİZEL YAKIT KARIŞIMLARININ MOTOR PERFORMANSINA VE EGZOZ EMİSYONLARINA ETKİSİNİN ANALİZİ

TURBO ŞARJLI BİR DİZEL MOTORDA YAKIT OLARAK BİYODİZEL KULLANILMASININ MOTOR PERFORMANS VE EGZOZ EMİSYONLARINA ETKİSİ

Tek Silindirli Bir Dizel Motorda Atık Biyodizel Kullanımının Motor Performansı ve Emisyonlarına Etkisi

Bitkisel ve Hayvansal Atık Yağlardan Üretilen Biyodizellerin Tek Silindirli Bir Dizel Motorda Yakıt Olarak Kullanılması

Dizel Motor Performansı ve Egzoz Emisyonları Üzerinde Biyodizel Yakıtların Etkisi

Araştırma Makalesi / Research Article. Dizel Motor Performans ve Emisyonları Üzerindeki Biyodizel-Dizel Karışım Yakıtların Etkisi

Buji ile Ateşlemeli Bir Motorda Çalışma Parametrelerinin Egzoz Emisyonlarına Etkilerinin Deneysel Olarak İncelenmesi

İçten yanmalı motorlarda temel kavramlarının açıklanması Benzinli ve dizel motorların çalışma prensiplerinin anlatılması

SERAMİK KAPLI BİR DİZEL MOTORUNDA BİYODİZEL KULLANIMININ EMİSYON PARAMETRELERİNE ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI

ATIK KIZARTMA YAĞI KÖKENLİ BİYODİZELİN ÖN YANMA ODALI BİR DİZEL MOTORUN EMİSYONLARI ÜZERİNE ETKİSİ

ÇD45 PAMUK YAĞINDAN TRANSESTERİFİKASYON İLE BİYODİZEL ELDESİ

DİZEL YAKITI, KANOLA YAĞI VE SOYA YAĞI METİL ESTERLERİNİN DİREKT PÜSKÜRTMELİ BİR DİZEL MOTORUNDA PERFORMANS VE EMİSYONLARINA

Karbonmonoksit (CO) Oluşumu

HİNDİ RENDERİNG YAĞI BİYODİZELİNİN DİZEL MOTOR PERFORMANS VE EMİSYONLARINA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Selçuk Üniversitesi ISSN 1302/6178 Journal of Technical-Online AYÇİÇEĞİ YAĞINDAN ELDE EDİLEN BİYODİZELİN MOTOR PERFORMANS VE EMİSYONLARINA ETKİSİ

Dizel Motorlarında Yanma Odası İçerisine Su Püskürtmenin Egzoz Emisyonlarına Etkisi

BUTANOL, ETANOL VE BENZİN KARIŞIMLARININ BUJİ İLE ATEŞLEMELİ MOTORLARDA ÖZGÜL YAKIT TÜKETİMİ VE EMİSYONA OLAN ETKİSİ

İÇERİK. Amaç Yanma Dizel motorlardan kaynaklanan emisyonlar Dizel motor kaynaklı emisyonların insan ve çevre sağlığına etkileri Sonuç

BUJİ İLE ATEŞLEMELİ BİR MOTORDA HAVA FAZLALIK KATSAYISININ NO EMİSYONU VE KATALİTİK KONVERTÖR VERİMİNE ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

14th International Combustion Symposium (INCOS2018) April 2018

TAM YÜKTE ÇALIŞAN İNDİREKT PÜSKÜRTMELİ BİR DİZEL MOTORUNDA, DİZEL VE DİZEL-ETANOL YAKIT KARIŞIMLARININ PERFORMANS VE EMİSYON DEĞİŞİMLERİNE ETKİSİ

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

Alternatif Yakıtla Çalışan Bir Dizel Motorda Silindir Basıncı ile Blok Titreşimi Arasındaki İlişkinin İncelenmesi

Etanol Dizel Yakıt Karışımlarının Kısmi Homojen Dolgulu Bir Dizel Motorun Performansına Etkisi

Metil ve Etil Ester Kullanılan Bir Common-Rail Dizel Motorda Performans, Yanma ve Enjeksiyon Karakteristiklerinin Karşılaştırılması

ÇANAKKALE BOĞAZINDAKİ CHLOROPHYTA ENTEROMORPHA YOSUNUNDAN POTASYUM HİDROKSİT DESTEKLİ KATALİZÖR VARLIĞINDA BİYODİZEL ELDESİ

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

A Study on the Performance and Emission Parameters of Hazelnut Oil Methyl Ester as an Alternative Diesel Fuel

BİR DİZEL MOTORUNDA KANOLA YAĞI KULLANIMINDA ÖN-ISITMA İŞLEMİNİN EGZOZ EMİSYONLARINA ETKİLERİNİN DENEYSEL ARAŞTIRILMASI

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

KAYISI ÇEKİRDEK İÇİ YAĞINDAN, KANOLA YAĞINDAN VE ATIK YAĞDAN BİYODİZEL ÜRETİMİ

Bölüm 6 Emisyonların Kontrolu

Bir Traktör Modelinde Yakıt Olarak Değişik Oranlarda Biodizel Kullanımının Motor Karakteristiklerine Etkilerinin Belirlenmesi*

Propanol-Metanol Kullanılan Benzinli Motora Ait Egzoz Emisyon Karakteristikleri

BUJİ İLE ATEŞLEMELİ MOTORLARDA TEK NOKTA YAKIT ENJEKSİYON VE KARBÜRATÖR SİSTEMLERİNİN PERFORMANSA ETKİLERİ ÜZERİNE DENEYSEL BİR ARAŞTIRMA

İÇTEN YANMALI MOTORLARDA MOMENT, GÜÇ ve YAKIT SARFİYATI KARAKTERİSTİKLERİNİN BELİRLENMESİ

Benzin nitrometan karışımlarının özgül yakıt sarfiyatı ve emisyonlara etkisinin incelenmesi

Tek Silindirli Bir Dizel Motorunda Değişik Püskürtme Zamanlaması Değerlerinin Motor Performansına ve Emisyonlarına Etkisinin Araştırılması

Mikroalg metil esterinin bir dizel motorunda, motor performansı ve egzoz emisyonlarına etkisinin araştırılması

Piston ve supapları ZrO 2 kaplanmış bir dizel motorunda soya yağının kullanılması

İÇTEN YANMALI MOTORLAR 2. BÖLÜM EK DERS NOTLARI

Kanola Yağı Metil Esteri ve Karışımlarının Dizel Motoru Egzoz Emisyonuna ve Yakıt Tüketimine Etkisinin Deneysel İncelenmesi

INVESTIGATION OF THE SAFFLOWER AND CANOLA BIODIESEL USAGE EFFECTS ON EXHAUST EMISSIONS AND ENGINE PERFORMANCE

Farklı biyodizellerin çevrimsel değişimlerinin analizi

DI Bir Dizel Motorunda Optimum Buhar Püskürtme Oranı ve Yakıt Püskürtme Zamanının Taguchi Metodu ile Deneysel Olarak Belirlenmesi

1. Biyodizel Nedir? 2. Biyodizel in Tarihsel Gelişimi. 3. Biyodizel Üretim Aşaması. 4. Dünyada Biyodizel. 5. Türkiyede Biyodizel

Termal Bariyer Kaplı Bir Buji Ateşlemeli Motora Su Enjeksiyonunun Motor Performans ve Egzoz Emisyonları Üzerine Etkilerinin İncelenmesi

Diesel Motorlarında Doldurma Basıncının ve Egzoz Gazı Resirkülasyonunun Azot Oksit ve Partikül Madde Emisyonlarına Etkisi.

3. Nesil Biyoyakıt Teknolojisi Alglerin bir Dizel Motorunda Performans ve Egzoz Emisyonlarına Etkisinin Araştırılması


MJS

BİYODİZEL İLE ÇALIŞAN BİR DİZEL MOTORDA YAKIT PÜSKÜRTME AVANSININ PERFORMANS VE EGZOZ EMİSYONLARINA ETKİSİ

Pamuk Yağı Biyodizelinin Motor Ses Seviyesine Olan Etkilerinin İncelenmesi

Dizel yakıtı, biyodizel yakıtı ve karışımlarının içten yanmalı motorlara etkilerinin teorik incelenmesi

ÖZGEÇMİŞ. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü Osmaniye/Türkiye Telefon : /3688 Faks :

KARBÜRATÖRLÜ MOTORA KARIŞIM İÇERİSİNE SAF OKSİJEN İLAVE EDİLMESİNİN MOTOR KARAKTERİSTİKLERİNE ETKİSİ

Cilt:11 Sayı: 3 s , 2008 Vol: 11 No: 3 pp , Yakup SEKMEN, Abdurrazzak AKTAŞ ÖZET

Temel Motor Teknolojisi

THE EFFECTS OF CERAMIC COATING IN A DIESEL ENGINE ON PERFORMANCE AND EMISSIONS OF HAZELNUT OIL AND D2 FUEL MIXTURES

Kanola Yağı Metil Esteri ve Karışımlarının Dizel Motoru Performansına Etkisinin Deneysel İncelenmesi

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE LABORATUVAR DERSİ. Yakıt Püskürtme Sistemleri Deneyi

Biyodizel/Hidrojen Çift Yakitinin Bir Dizel Motor Performans ve Emisyonlarina Etkisi

Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ 194

Benzine Powermax Katkısının Motor Performansına Etkisinin İncelenmesi

ÖZGEÇMİŞ. 1. Adı Soyadı : Orhan DURGUN İletişim Bilgileri Adres

14th International Combustion Symposium (INCOS2018) April 2018

HAVACILIK YAKITI JP-8 VE DİZEL KARIŞIMLARININ TEK SİLİNDİRLİ BİR DİZEL MOTORUNDA PERFORMANS VE EGZOZ EMİSYONLARINA ETKİSİ

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

BUJİ ATEŞLEMELİ BİR MOTORDA ALTERNATİF YAKIT OLARAK SAF ETANOLUN KULLANILMASI

KONU MOTORLARIN ÇEVREYE OLUMSUZ ETKĠLERĠ VE BU ETKĠLERĠN AZALTILMASI

ÖZGEÇMİŞ. Araştırma Görevlisi Makine Mühendisliği Çukurova Üniv Öğretim Görevlisi Makine Mühendisliği Çukurova Üniv.

88 x x x x x /56 55/74 31/42 36/49 55/74

Transkript:

Biyodizel Yakıtla Çalıştırılan Küçük Güçlü Bir Diesel Motorun Performans ve Emisyonuna Giriş Hava Basıncının Etkisinin İncelenmesi A.Konuralp ELİÇİN 1, Doğan ERDOĞAN 2 1 Dicle Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Tarım Makinaları Bölümü, Diyarbakır 2 Ankara Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Tarım Makinaları Bölümü, Ankara konuralp.elicin@dicle.edu.tr Özet: Bu araştırmada, motorin ve motorinle belirli oranlarda karıştırılan biyodizelden elde edilen karışımların yakıt olarak kullanıldığı küçük güçlü bir Diesel motorda (4 zamanlı, tek silindirli, 350 cm 3 silindir hacminde, 3600 d/d da maksimum 5,5 kw güç üreten) giriş hava basıncı değişimlerinin, motor performansına (dönme momenti, efektif güç ve özgül yakıt tüketimi) ve emisyon değerlerine (CO, CO 2, NO x ve opasite) etkileri belirlenmiştir. Araştırma parametreleri olarak farklı yakıt ve farklı karışımlar ile Diesel motora eklenen bir süperşarj düzeni ile farklı hava giriş basınçları kullanılmıştır. Elde edilen ölçme sonuçları, hesaplama ve değerlendirme sonuçlarına göre; biyodizel kullanımı ve karışım oranlarının artmasıyla moment ve güç değerlerinde düşme görülmüş buna karşın giriş hava basıncının attırılmasıyla güç ve moment değerlerinde oluşan düşüşler azalmıştır. Aynı şekilde özgül yakıt tüketimleri de biyodizel kullanımlarında artmış, buna karşılık hava giriş basıncındaki artışla beraber yakıt tüketimindeki farkın azaldığı gözlemlenmiştir. Denemelerde ayrıca biyodizel kullanımıyla emisyonlardaki iyileşmenin yanı sıra, emme havası basıncının artırılmasıyla CO 2, ve CO konsantrasyonlarının daha da düşük seviyelerde olduğu, buna karşın NO x emisyonlarında ise belirgin bir artışın olduğu gözlemlenmiştir. Anahtar kelimeler: Yenilenebilir enerjiler, biyodizel, süperşarj, motor performans Investigation of the Effect of Air Intake Pressure on the Performance and Emmissions Characteristics in A Small Diesel Engine Using Biodiesel Abstract: In this research, diesel fuel and diesel fuel mixtures obtained with biodiesel mixed in specific proportions were used as a powerful small diesel engine (4-stroke, single cylinder, 350 cm 3 volume in cylinder, 3600 rpm maximum 5.5 kw power generating) research as experimental parameters to determine the effects on engine performance and emissions. Research the different parameters and different mixtures of fuel with a supercharger added to the layout of the engine air intake with the different pressures used. The obtained measuring results and evaluating the results of calculations according to and use of biodiesel blend ratios met the increase in torque and power decrease with increasing power and torque values, whereas the introduction of air pressure decreases attırılmasıyla reduced. Specific fuel consumption, increased use of biodiesel in the same way, with corresponding increase in air inlet pressure decreases fuel consumption difference was observed. In experiment, the use of biodiesel emissions is also healing, as well as increasing the intake air pressure, CO 2 and CO concentrations are even lower levels, whereas a significant increase in NO x emissions were observed. Key words: Biodiesel, fuel mixtures, emissions, inlet air pressure Giriş Ulaşım başta olmak üzere, endüstriyel imalat ve küçük ölçekli tüketim gibi farklı alanlarda kullanılan petrol ve petrol ürünleri, dünya enerji gereksiniminin önemli bir kısmını 530

karşılamaktadır. Ancak diğer fosil yakıtlar gibi petrolün de tükenmekte olduğu ve fosil yakıt kullanımının atmosferdeki CO 2 miktarını arttırarak serbest oksijen miktarını azalttığı, küresel ısınmayı körüklediği; öte yandan, sera etkisine bağlı küresel ısınmanın endişe verici çevresel sıkıntılar baş göstermesine neden olacağı, bilinen gerçeklerdir. İçten yanmalı motorlarla her yıl yaklaşık 420 milyon ton CO 2 atmosfere gönderilmektedir. Fosil yakıtların ve özellikle de petrolün yerini alabilecek, çevreye olan zararlı etkileri daha azaltılmış temiz ve yenilenebilir enerji kaynakları elde etmeye yönelik araştırmalar; özellikle 1970 li yıllardaki petrol bunalımından bu yana sürdürüle gelmiştir. Araştırmaları günümüze değin uzanan alternatif yakıtlardan birisi de, yakıt olarak özellikle bitkisel ya da hayvansal kaynaklı yağlardan yakıt (biyodizel) eldesidir. Biyodizel, normal dizel yakıtla benzer yanma özellikleri gösteren, üstelik daha düşük karbondioksit emisyonuna sahip bir yakıttır (Ma and Hanna, 1999; Öğüt ve ark., 2003; Oğuz, 2004). Şekil 1. Dünya biyodizel üretimi (Benjuema et al., 2009) Günümüz itibarıyla ekonomik bir değer oluşturacak biyodizel üretim kaynakları; yağ bitkileri tarımı ve yağlı tohumlar, atık kızartma yağları ve mezbaha artığı hayvansal yağlardır. Biyodizel üretimine ülkemiz açısından bakıldığında her şeyin yolunda olduğunu söylemek güçtür. Petrol konusunda dışa bağımlılığımız söz konusudur ve biyodizelin Türkiye için ne ölçüde önemli bir işlev üstlendiğini de görmek gerekecektir. Çünkü ülkemiz, petrolden sonra en yüksek tutarlı dış alımını, yağlık tohum yetiştiriciliğinde yaşamaktadır. Halen destek ve prim sistemleriyle üretim artışı sağlanmaya çalışılmasına karşın, istenen düzeylere ulaşılması için, alınan ulusal önlemlere işlerlik kazandırılması ve çiftçilere önderlik yapılması yararlı görülmektedir (Eliçin ve Erdoğan, 2007). Şekil 1 de ise yıllara göre biyodizel üretimi görülmektedir. Materyal ve Yöntem Araştırmaya, ülkemiz yağlarından transesterifikasyon (yeniden esterleştirme) yöntemiyle üretilmiş ve ülkemizde tarımı yapılan çeşitli yağlardan elde edilen biyodizellerin temin edilmesi ve bu biyodizellerin özelliklerinin incelenmesi ile başlanmıştır. Kullanılmak üzere temin edilen biyodizel yakıtı, motor deneme tesisinde motorinle, sırasıyla %5, %10, %20, oranlarında karıştırılarak ve ayrıca %100 halinde yakıt olarak kullanılarak motor performans değerleri ile egzoz emisyon (CO, CO 2, NO x ve opasite) değerleri incelenmiştir. Bu denemeler esnasında, yanma olayına doğrudan etkili olan giriş hava basıncının, emisyon ve performans bakımından etkileri de incelenmiştir. Bunun için tüm denemeler, aynı karışımlı yakıtlar için tekrarlanarak gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla giriş hava basıncı sırasıyla %10, %20 ve %30 oranında arttırılarak emisyon ve performans değerleri anılan karışımlarla incelenmiştir. Her bir basınç 531

değeri ve karışın oranında, denemeler 3 tekrarlı olarak yapılmıştır. TSE 5674 standardına göre her bir tekrar ayrı ayrı düzeltilmiş ve bu düzeltilmiş tekrarların ortalaması alınmıştır. Bu ortalamalar daha sonra grafiklere dönüştürülerek sonuçlar değerlendirilmiştir. Çizelge 1. Test ünitesi teknik özellikleri Marka Taylan Makina Ltd.Şti. Model Taylan Tip Hidrolik Dinamometre İmalat Yılı 1999 Maksimum Performans kw (0 40) Maksimum Hız 1/min (0 6000) Maksimum Tork Nm (0 175) Maksimum Terazi Değeri kg (75) Maksimum Performansda Su Debisi m 3 /h (0 1,2) Dönüş Yönü Tek Yönlü Motor denemeleri, Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları Bölümü nde bulunan motor test ünitesinde yapılmıştır. Bu ünitede doğrudan bilgisayar ortamına aktarılabilen, fren beygir gücü, devir sayısı, dönme momenti, egzoz ve emme basınç ve sıcaklıklarının ölçümleri yapılmaktadır. Test ünitesine ait teknik özellikler Çizelge 1 de, Şekil 2 de ise denemede kullanılan motor test ünitesini şematik gösterimi görülmektedir. Şekil 2. Test ünitesi şematik gösterimi Denemelerde kullanılan tek silindirli motorun teknik özellikleri ise çizelge 2 de görülmektedir. Çizelge 2. Motor teknik özellikleri Marka Lombardini Model 15 LD 350 Silindir Sayısı 1 Yanma Odası Direkt Püskürtmeli Yakıt Motorin Silindir Çapı 82 mm Silindir Stroğu 66 mm Silindir Hacmi 350 cm 3 Sıkıştırma Oranı 20,3 : 1 Enjeksiyon zamanı 25 o BTDC Maksimum Tork (2000 d/d) 25,0 Nm Nominal Devir 3600 d/d Maksimum Güç 5,5 kw 532

Denemelerde giriş basıncını artıracak olan kompresörlerin bağlantılarının yapılacağı 65 cm çapında ve 110 cm uzunluğunda (1,46 m 3 ) boyutlarında bir depo yaptırılmış ve deney düzeneğine bağlantısı yapılmıştır. Bu depoya 3 adet kompresör için valf konulmuştur. Denemelerde sadece 2 adet kompresör kullanılmıştır (Şekil 3). Şekil 3. Basınç artırıcı depo Araştırma Bulguları Çizelge 3 de denemelerde kullanılan yakıtların viskozite, özgül kütle, parlama noktası ve alt ısıl değerleri görülmektedir. Çizelge 3. Yakıtların, viskozite, özgül kütle, parlama noktası ve alt ısıl değerleri Yakıt Türleri Özgül Kütle Viskozite Parlama Noktası Alt Isıl Değer (kg/l) (mm 2 /s) ( o C) (cal/kg) Motorin 0,8153 3,4379 135 10950 %2 Biyodizel %98 Motorin 0,8389 3,4379 140 10911 %5 Biyodizel %98 Motorin 0,8417 3,4526 142 10844 %10 Biyodizel %98 Motorin 0,8431 3,4934 146 10642 %20 Biyodizel %98 Motorin 0,8517 3,5389 154 9981 %50 Biyodizel %98 Motorin 0,8622 3,8227 161 9603 %75 Biyodizel %98 Motorin 0,8717 3,9318 165 9243 %100 Biyodizel 0,8854 4,1132 170 8984 Standart motorin ve farklı giriş hava basıncına tabi tutulan biyodizel ile motor devrine bağlı olarak elde edilen motor dönme momentlerinin değişimleri Şekil 4 ile Şekil 7 arasında görülmektedir. Şekillerden de görüldüğü gibi test edilen tüm yakıtlarda düşük ve yüksek devirlerde döndürme momentleri orta devirlerdeki değerlere göre bir miktar düşük elde edilmiştir. En düşük döndürme momenti değerleri %30 oranında giriş hava basıncının arttırılmasıyla yapılan denemelerde, en yüksek değerler ise motorin ile elde edilmiştir. Yapılan deneylerde giriş hava basıncının artmasına bağlı olarak motor momentinde azalmalar görülmüştür. Motor döndürme momenti değişimleri göz önüne alındığında, giriş hava basıncı artışının momentinin iyileştirilmesinde olumlu bir etki sağladığı anlaşılmaktadır. Her bir basınç artışı kademesinde düşük biyodizel karışım oranlarında moment değerlerinde düşük devirlerde %1-3 oranında azalmalar gözlemlenirken, orta devirlerde ise %1-3 oranlarında moment değerlerinde artışlar, yine düşük devirlerde ise %1-3 oranlarında moment düşüşleri görülmüştür. Yüksek biyodizel karışım oranlarında ise bu oranların %4-10 arasında olduğu belirlenmiştir (Kalafat, 1989; Karabektaş, 2009). 533

Şekil 4. %5 BD+%95 M Moment diyagramı Şekil 5. %10 BD+%90 M Moment diyagramı Şekil 6. %20 BD+%80 M Moment diyagramı Şekil 7. %100 BD Moment diyagramı Giriş hava basıncının artmasıyla, efektif güçte bir azalmalar gözlemlenmiştir (Şekil 8 Şekil 11). Emisyonlarda göz önünde bulundurulduğu zaman en iyi güç artışı sonuçlarından giriş basıncının %30 oranında arttırıldığı durumda görülmektedir. Diyagramlardan da görüldüğü üzere giriş hava basıncının %30 oranında arttırıldığı durumlarda da efektif güçte bir artış 534

görülmektedir fakat motordan çok fazla gürültü, ısınma ve çalışma düzgünsüzlükleri görülmüştür. Düşük biyodizel karışım oranlarında, içeriye alınan havanın giriş basıncının arttırıldığında çok fazla bir değişiklik görülmemektedir. Her üç basınç artışında da birbirlerine çok yakın değerler görülmektedir. Artan karışım oranlarında ise dizel yakıtının doğal emişli durumuna göre karşılaştırılarak yapılan değerlendirmelerde her zaman %30 oranında artış olan değerlerin en iyi sonuçları verdiği buna karşılık artan karışım oranlarıyla da güç değerlerinde motorine göre %30 oranlarında azalmalar görülmektedir (Kalam et al., 2003; Usta, 2004; Eliçin ve ark., 2011). Şekil 8. %5 BD+%95 M Güç diyagramı Şekil 9. %10 BD+%90 M Güç diyagramı Şekil 10. %20 BD+%80 M Güç diyagramı 535

Şekil 11. %100 BD Güç diyagramı Şekil 12. %5 BD+%95 M Özgül yakıt tüketimi diyagramı Motor devrine bağlı olarak, motorin ve giriş hava basınçlarla biyodizel yakıt karışımlarının özgül yakıt tüketim değişimleri Şekil 12 15 arasında görülmektedir. Farklı hava giriş basınçlarında yapılan denemelerde özgül yakıt tüketimlerinde bir miktar düşüşler belirlenmiştir. Emisyonlar ve çalışma düzgünlüğü bakımından en düşük yakıt tüketimleri, %10 luk basınç artışında görülmektedir (Prasad Rao and Mohan, 2003; Wu et al., 2007; Eliçin ve Erdoğan, 2007). Şekil 13. %10 BD+%90 M Ö. yakıt tüketimi diyagramı 536

Şekil 14. %20 BD+%80 M Ö. yakıt tüketimi diyagramı Şekil 15. %100 BD Özgül yakıt tüketimi diyagramı Motorlarda hava yakıt oranı CO üretimini önemli ölçüde etkiler ve bu etkileşim sonucunda da CO 2 miktarı değişim göstermektedir. CO in maksimum seviyede olması CO 2 miktarının azalmasına sebep olmaktadır. Yanma odası içinde yetersiz oksijen bulunması nedeniyle yakıtın tam yanamaması sonucunda CO gazı üretilir. Eğer hava fazlalık katsayısı küçük ise, yani; gerekenden daha az hava var ise; yanma yetersiz oksijen ortamı içinde olacak ve yakıtın karbonunun tümü CO 2 ye dönüşemeyecek ve CO olarak kalacaktır. Egzoz gazı içindeki CO konsantrasyonu (hacimsel oran) genellikle hava-yakıt oran tarafından tespit edilir ve prensip olarak hava-yakıt oranındaki değişmelere göre CO nun hacimsel oranında değişiklik olacaktır. Diyagramlar incelendiğinde, en iyi sonuçları düşük biyodizel karışım oranlarında sağlandığı görülmektedir (Ergeneman ve ark., 1997; Tsolakis et al., 2007). Sonuçlar Şekil 16-19 arasında görülmektedir. Şekil 16. %5 BD+%95 M CO emisyonu diyagramı 537

Şekil 17. %10 BD+%90 M CO emisyonu diyagramı Yanma esnasında meydana gelen NO x konsantrasyonu üzerinde etkisi büyük olan faktörler, yanma odasında ulaşılan maksimum sıcaklık ve hava-yakıt oranıdır. Bu yüzden NO x gazlarını azaltmanın en etkili yolu yanma odası içindeki sıcaklığın 1800 C ye ulaşmasını önlemek veya yüksek sıcaklıklarda ulaşılan süreyi mümkün olduğu kadar kısa tutmaktır. Şekil 18. %20 BD+%80 M CO emisyonu diyagramı Şekil 19. %100 BD CO emisyonu diyagramı Azot oksit oluşumunu etkileyen diğer bir faktör de hava fazlalık katsayısıdır. HFK= 1,1 civarında olursa (ki bu durum azot ile oksijenin bulunması durumudur) azot oksit oluşumu en fazla olmaktadır. Bu değer arttıkça silindir içi sıcaklık reaksiyona giren gaz miktarının azalması ile düşecek ve NO x emisyonunda hızlı bir azalma gözlenecektir. 538

Şekil 20. %5 BD+%95 M NO x Emisyonu diyagramı Grafikler incelendiğinde, karışım oranına bağlı olarak yüksek basınçlarda sağlanan yakıtın termodinamik şartlara daha çabuk geleceği için yüksek sıcaklıklara çıkıldığı, bunun da NO ve NO x konsantrasyonlarının artmasına yol açtığı görülmektedir (Win Lee, et al., 2004; Labeckas and Slavinskas, 2006). Sonuçlar Şekil 20-23 arasında görülmektedir. Şekil 21. %10 BD+%90 M NO x Emisyonu diyagramı Şekil 22. %20 BD+%80 M NO x Emisyonu diyagramı 539

Şekil 23. %100 BD NO x Emisyonu diyagramı Fakir karışımlarda CO 2 oluşumu tamamlandığı halde CO tamamlanmayıp sınırda kalmaktadır. Sıcaklık ve basınç yükseldikçe oksidasyon reaksiyonlarına bağlı olarak CO konsantrasyonları artar. Alevin çekirdek kısmında ise yüksek oranda CO oluşmaktadır. Yakıt hava oranı kontrol altında tutulduğu oranda CO emisyonu azaltılabilir ve CO 2 oranı da buna bağlı olarak yükselir. Oksijenin parçalanarak CO 2 oluşturmak için CO ile reaksiyona girmesi yanma odası sıcaklığına bağlı olarak gerçekleşmektedir. Bu nedenle artan devir sayısı ile birlikte CO azalır ve CO 2 emisyonu da artmakla beraber tekrar düşmektedir. Diyagramlara incelendiğinde artan basınç ve artan karışım oranlarıyla CO 2 emisyonlarında azalmalar görülmektedir (Tashtoush et al., 2003). Sonuçlar Şekil 24 27 arasında görülmektedir. Şekil 24. %5 BD+%95 M CO 2 Emisyonu diyagramı Motor devir sayısına bağlı olarak, tüm karışımlı yakıtlarda duman (opasite) miktarında düşüş gözlemlenmiştir. Burada aromatik miktarlarına bağlı olarak duman miktarının değişebileceği, karışımların ısıl değerlerine bağlı olarak silindir içerisindeki sıcaklık değişiminin de duman oluşumuna etkin olduğu söylenebilmektedir (Sendzikiene et al., 2006). 540

Şekil 25. %10 BD+%90 M CO 2 Emisyonu diyagramı Diesel motorundaki güç artışı, silindire püskürtülen yakıtın miktarı ile doğrudan ilişkilidir. Deney motorunun tasarımı motorine göre yapıldığından, yanma sonucu bazı karışımlardaki duman miktarının motorine göre daha fazla artması mümkün gözükmektedir. Emme işleminin son sıcaklığına bağlı olarak silindirdeki havanın sıcaklığı artmakta ve hacimsel verim düşerek silindire giren hava miktarını azaltmaktadır (Kılıçkan ve ark. 2008). Şekil 26. %20 BD+%80 M CO 2 Emisyonu diyagramı Şekil 27. %100 BD CO 2 Emisyonu diyagramı Buna bağlı olarak da normal yanma sağlanamadığından duman oluşumu artabilmektedir. Buna karşılık girişi hava basıncının belirlenen oranlarda arttırılmasıyla önce duman yoğunluğu değerleri iyileşmiş, daha sonra ise atmıştır (Çanakçı, 2007). Şekil 28 de duman yoğunluğu değerleri görülmektedir. 541

Şekil 28. Duman yoğunluğu diyagramı Sonuçlar ve Tartışma Deneme sonuçları incelendiğinde giriş hava basıncının artmasına bağlı olarak motor momentinde azalmalar görülmüştür. Bu azalmalar yakıt içerisindeki biyodizel oranının artmasıyla daha da fazlalaşmıştır. Artan giriş hava basıncına oranla püskürtülen yakıt miktarında bir değişim yapılmadığı için moment değerleri düşük çıkmıştır. Giriş hava basıncının artmasıyla, efektif güçte azalmalar tespit edilmiştir. Çünkü içeriye alınan hava oranına bağlı olarak yakıt miktarında değişme olmadığı için beklenen güç artışı gözlemlenememiştir. Düşük biyodizel karışım oranlarında, içeriye alınan havanın giriş basıncının arttırıldığında çok fazla bir değişiklik görülmemektedir. Genel bir eğilim olarak motor devri ile yakıt tüketimi tüm test yakıtları için artış göstermektedir. Daha yüksek karışım oranlarında yakıtın ısıl değerlerindeki düşüşün fazlalığından dolayı yakıt tüketiminde artışlar meydana gelmiştir. Denemelerde en yüksek CO oranlarına dizel yakıtında, en düşük CO oranlarına ise giriş hava basıncının %30 oranında artırıldığı durumda belirlenmiştir. En iyi sonuçları düşük biyodizel karışım oranlarında ve özellikle düşük ve yüksek devirlerde sağlanmıştır. Karbon monoksit oluşumu karbon ve hidrojen ihtiva eden yakıtların oksijenle oksidasyonundan kaynaklanır. Çıkan ürünlerin parçalanması ile CO oluşmaktadır. Yanma esnasında meydana gelen NO x konsantrasyonu üzerinde etkisi büyük olan faktörler, yanma odasında ulaşılan maksimum sıcaklık ve hava-yakıt oranıdır. Bu yüzden NO x gazlarını azaltmanın en etkili yolu yanma odası içindeki sıcaklığın 1800 C ye ulaşmasını önlemek veya yüksek sıcaklıklarda ulaşılan süreyi mümkün olduğu kadar kısa tutmaktır. Grafikler incelendiğinde, karışım oranına bağlı olarak yüksek basınçlarda sağlanan yakıtın termodinamik şartlara daha çabuk geleceği için yüksek sıcaklıklara çıkıldığı, bunun da NO ve NO x konsantrasyonlarının artmasına yol açtığı belirlenmiştir. Denemelerde biyodizel kullanımı ile genel olarak dizel motorun NO x emisyonlarında farklı oranlarda artış tespit edilmiştir. Artış miktarı karışımdaki biyodizel oranına bağlı olmakla birlikte motorun çalışma şartları ile de ilgilidir. Fakir karışımlarda CO 2 oluşumu tamamlandığı halde CO tamamlanmayıp sınırda kalmaktadır. Sıcaklık ve basınç yükseldikçe oksidasyon reaksiyonlarına bağlı olarak CO konsantrasyonları artırmaktadır. Yakıt hava oranı kontrol altında tutulduğunda CO emisyonu azalmış ve CO 2 oranı da buna bağlı olarak yükselmiştir. Oksijenin parçalanarak CO 2 oluşturmak için CO ile reaksiyona girmesi yanma odası sıcaklığına bağlı olarak gerçekleşmektedir. Bu nedenle artan devir sayısı ile birlikte CO azalmakta ve CO 2 emisyonu da önce artmakla beraber tekrar düşmektedir. Denemelerde artan giriş hava basıncı ve artan karışım oranlarıyla CO 2 emisyonlarında azalmalar belirlenmiştir. 542

Literatür Listesi Benjumea, P., Agudelo, J. and Agudelo, A. 2009. Effect of altitute and palm oil biodiesel fuelling on the performance and combustion characteristics of HSDI Diesel engine. Fuel, vo: 88, pp:725 731. Çanakçı, M., 2007. Combustion Characteristics of A Turbocharged DI Compression Ignition Engine Fueled With Petroleum Diesel Fuels and Biodiesel. Bioresource Technology, 98: 1167 1175. Eliçin, A.K. ve D. Erdoğan, 2007. Fındık Yağı Metil ve Etil Esteri ile Diesel Yakıtı Karışımlarının Küçük Güçlü Bir Diesel Motorda Yakıt Olarak Kullanım Olanaklarının Belirlenmesi, A.Ü. Tarım Bilimleri Dergisi, Sayı:13, Cilt 2, 137-146, Ankara. Eliçin, A.K., M. Gezici and D. Erdoğan, 2011. Determination Of Using Possibilities Of Some Oil Esters As A Fuel In Small Internal Diesel Engine. 11th International Congress on Mechanization and Energy in Agriculture Congress. pp: 601-613, 21-23 september 2011, İstanbul, TÜRKİYE. Ergeneman, M., T. Özaktaş, K.B. Cığızoğlu, F. Karaosmanoğlu and E. Arslan. 1997. Effect Of Some Turkish Vegetable Oil Diesel Fuel Blends On Exhaust Emission. Energy Sources,19 (8), pp:879 885. Kalafat, M.Z., 1989. Değişik Süperşarj Basınçlarının Tek Silindirli Küçük Güçlü Bir Dizel Motorda, Motor Karakteristiklerine Etkisinin Araştırılması. H.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Yayımlanmamış Yüksek Mühendislik Tezi, Ankara. Kalam, M.A., M. Husnawan and H.H. Masjuki, 2003. Exhaust Emission And Combustion Evaluation Of Coconut Oil - Powered Indirect Injection Diesel Engine. Renewable Energy, Vol: 28, pp:2405 2415. Karabektaş, M. 2009. The effects of turbocharger on the performance and exhaust emissions of a Diesel engine fuelled with biodiesel. Renewable Energy, vol:34, pp: 989 993. Kılıçkan, A., A.K. Eliçin ve D. Erdoğan, D.2008. Pamuk Yağı Motorin Karışımlarının ve Pamuk Yağı Esterlerinin Küçük Güçlü Bir Diesel Motorda Yakıt Olarak Kullanımı, Tarım Bilimleri Dergisi, Sayı:14, Cilt: 3, Sayfa: 237-245 Ankara. Labeckas, G. and S. Slavinskas, 2006. The Effect Of Rapeseed Oil Methyl Ester On Direct Injection Diesel Engine Performance and Exhaust Emissions. Energy Conversion&Management, V:47, pp:1954 1967. Ma, F. and M.A. Hanna, 1999. Biodiesel Production: A Review. Bioresource Technology, V: 70, pp:1 15. Oğuz, H. 2004. Tarım Kesiminde Yaygın Olarak Kullanılan Diesel Motorlarında Fındık Yağı Biyodizelinin Yakıt Olarak Kullanım İmkânlarının İncelenmesi. Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Ens. Yayınlanmamış doktora tezi. Konya. Öğüt, H., C. Oğuz, H. Oğuz, ve H. Arısoy, 2003. Kolzadan Biyodizel Üretiminin Analizi. Tarımsal Mekanizasyon 21. Ulusal Kongresi, 25 32 s. 3 5 Eylül Konya. Prasad Rao, G.A. and P.R. Mohan, 2003. Effect Of Supercharging On The Performance Of DI Diesel Engine With Cotton Seed Oil. Energy Conversion and Management, Vol: 44(2003), pp: 937 944. Sendzikiene, E., V. Makareviciene and P. Janulis, 2006. Influence Of Fuel Oxygen Content On Diesel Engine Exhaust Emissions. Renewable Energy, Vol: 31, pp: 2505 2512. Tashtoush, G., M.I. Al-Widyan, and A.O. Al-Shysukh, 2003. Combustion Performance And Emissions Of Ethyl Ester Of A Waste Vegetable Oil In A Water-cooled. Furnace Applied Thermal Engineering, Vol: 23, pp:285-290. Tsolakis, A., A Megaritis, M.L. Wyszynski and K. Theinnoi, 2007. Engine Performance and Emissions Of A Diesel Engine Operating On Diesel-RME Blends With EGR. Energy, Vol:32, pp: 2072-2080. Usta, N., 2004. Use of Tobacco Seed Oil Methyl Ester In A Turbocharged Indirect Injection Diesel Engine. Biomass and Bioenergy, Vol:28, pp:77 86. Win Lee, S., T. Herage and B. Young, 2004. Emission Reduction Potential From The Combustion Of Soybean Methyl Ester Fuel Blended With Petroleum Distillate Fuel. Fuel, V:86, pp: 2810-2816. Wu Y. G., Y. Lin and C. Chang, 2007. Combustion Characteristics Of Fatty Acid Methyl Esters Derived From Recycled Cooking Oil. Fuel, Vol: 86, pp: 2810-2816. 543