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

Benzer belgeler
Bölüm 2 Kirletici Maddelerin Oluşumu

Bölüm 3 Motor Çalışma Koşullarının Emisyonlara Etkisi

Bölüm 6 Emisyonların Kontrolu

BİNEK ARAÇLARINDA SÜRÜŞ KOŞULLARININ KİRLETİCİ EGZOZ EMİSYONLARINA ETKİSİ

KARAYOLU ULAŞIMINDAN KAYNAKLANAN SERA GAZI EMİSYONLARI : TÜRKİYE DEKİ DURUMUN DEĞERLENDİRİLMESİ

SIKIŞTIRMA ORANININ BİR DİZEL MOTORUN PERFORMANS VE EMİSYONLARINA ETKİLERİ

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

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

Ulaştırma Sektörü ve Çevre Kirliliği

Bir HCCI motorun 0-boyutlu yanma analizi. Zero dimensional combustion analysis of an HCCI engine

Karbonmonoksit (CO) Oluşumu

İçten Yanmalı Motorların Doğalgazla Çalışır Hale Getirilmeleri ve Dönüştürülmüş Motorların Performans Parametrelerinin Analizi

Exhaust Gas Temperatures

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

KONU MOTORLARIN ÇEVREYE OLUMSUZ ETKĠLERĠ VE BU ETKĠLERĠN AZALTILMASI

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

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

İTÜ DERS KATALOG FORMU (COURSE CATALOGUE FORM)

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

LPG Yakıtlı Motorda Hava Fazlalık Katsayısı Değişiminin Açık Kaynak Kodlu Modelleme Aracı ile İncelenmesi

Avrupa ve Amerika da uygulanan emisyon standartlarının incelenmesi Türkiye de uygulanan egzoz gazı emisyon kontrol yönetmeliğinin incelenmesi Emisyon

Halit YAŞAR. Doç. Dr. Makina Mühendisliği Bölümü Otomotiv Anabilim Dalı Öğretim Üyesi

DOĞAL GAZ YAKITLI BİR YANMA ODASINDA HAVA VE YAKIT SICAKLIKLARININ SICAKLIK, ENTALPİ VE ENTROPİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Dizel Yakıtındaki Sıcaklık Değişiminin Püskürtülen Yakıt Miktarına Etkisi ve Dinamik Yakıt Sıcaklığı Kontrolü

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

SU ÜRÜNLERİNDE MEKANİZASYON

Emisyon Envanteri Altyapısı ve İşlevselliği

BENZİN MOTORLARINDA TÜRBÜLANSLI YANMANIN TERMODİNAMİK MODELLENMESİ

Dizel Motorlarında Yanma Odası İçerisine Su Püskürtmenin Egzoz Emisyonlarına Etkisi

Dizel Motorlarda Yakıta Hidrojen Katkısının Yanma, Performans ve Emisyonlar Üzerine Etkilerinin İncelenmesi

Suat SARIDEMİR 1 Bülent ERYAKALI 2 TÜRKİYE.

Experimental and Numerical Air Flow and Spray Dynamics Investigation in Internal Combustion Engines. Proje No: 104M355

ISSN: Yıl /Year: 2017 Cilt(Sayı)/Vol.(Issue): 1(Özel) Sayfa/Page: Araştırma Makalesi Research Article. Özet.

Havalandırma Cihazlarında Isı Geri Kazanım ve Toplam Enerji Verimliliğinin Simülasyonu

HAVA KİRLİLİĞİ KONTROLÜNDE BİLGİ YÖNETİMİ: PERFORMANS GÖSTERGELERİ YAKLAŞIMI

OTAM AYLIK BÜLTEN İÇİNDEKİLER. eğerli Dostlarımız, OTAM ekibi olarak aylık bültenimizin 45. sayısını hazırlarken, başlangıç hedeflerimizden olan,

Journal of ETA Maritime Science

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

EGR (Egzoz Gazı Resirkülasyonu) Sistemi :

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

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

2-Emisyon Ölçüm Raporu Formatı

COAL AND OIL ADDITIV CONVERGENCE OF ECOLOGY AND ECONOMY

Doğalgaz Kullanımı ve Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi

ÇEVRESEL TEST HİZMETLERİ 2.ENVIRONMENTAL TESTS

Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi TÜRKİYE 10. ENERJİ KONGRESİ

Emisyon kontrolünde gelişmeler ve Dizel motorlarda (SAM) oluşan emisyonların kontrol yöntemlerinin açıklanması

TEK KADEMELİ GAZ BRÜLÖRLERİ SINGLE STAGE GAS BURNERS

SERA GAZLARININ İZLENMESİ ve EMİSYON TİCARETİ

T.C. YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ GEMİLERDE ATIK ISI GERİ KAZANIM YÖNTEMLERİNİN TEKNİK VE EKONOMİK YÖNDEN İNCELENMESİ ÜMİT GÜNEŞ

Hibrit Otobüs Seyir Hali Emisyonlarının Ölçüm ve Modellenmesi SAN-TEZ Projesi

PROJE AŞAMALARI. Kaynak Envanterinin Oluşturulması. Emisyon Yükü Hesaplamaları

DERS BİLGİ FORMU DERS BİLGİLERİ. Türü Zorunlu/ Seçmeli DERS PLANI. Hafta Ön Hazırlık Konular/Uygulamalar Metot 1 İçten yanmalı motor yakıtları

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

14th International Combustion Symposium (INCOS2018) April 2018

GÜNCEL TÜRKÇE OBD II ARIZA KODLARI TEKNİK BİLGİLERİ ARIZA TESPİT CİHAZLARI

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

PORT TIPI ETANOL YAKIT ENJEKSIYONLU HCCI MOTORUNDA MOTOR YÜK DEĞIŞIMININ YANMA KARAKTERISTIĞINE ETKISI

MOTORLAR. 1 Ders Adi: MOTORLAR 2 Ders Kodu: MAK Ders Türü: Seçmeli 4 Ders Seviyesi Lisans

SICAKLIK VE ENTALP KONTROLLÜ SERBEST SO UTMA UYGULAMALARININ KAR ILA TIRILMASI

Karayolu ulaşımından kaynaklanan emisyonların hesaplanması için belirsizlik tahminleri ve kılavuz belge

Tekirdağ İli Benzinli Araçlarının Egzoz Emisyonu Üzerine Bir Araştırma

Investigation of Performance Combustion Simulation Software for Modelling HCCI Engine

GEMİ KAYNAKLI HAVA KİRLİLİĞİNİN OLUŞUMU ETKİLERİ VE AZALTILMASI. Doç. Dr. Cengiz DENİZ

T.C. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ISPARTA İLİ KİRAZ İHRACATININ ANALİZİ

ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ YAKIT KİMYASI DERSİ DOĞALGAZIN YAKIT OLARAK MOTORLU ARAÇLARDA KULLANILMASI

Emisyon Envanteri ve Modelleme. İsmail ULUSOY Çevre Mühendisi Ennotes Mühendislik

İÇTEN YANMALI MOTORLARDA MOMENT, GÜÇ ve YAKIT SARFİYATI KARAKTERİSTİKLERİNİN BELİRLENMESİ

MJS

Mustafa İLBAŞ 1, İlhan ASİLTÜRK 2, Nafiz KAHRAMAN 1

Atmosferik Sıcaklığın ve Basıncın Taşıt Performansına Etkileri

FARKLILAŞTIRILMIŞ MOTORİN ÜRÜNLERİ: ULTRAFORCE. Farklılaştırılmış motorin ürünlerinde emisyon, motor temizliği ve araç performansı üzerine

TAŞIT ve ÇEVRE. Proof

İKİ KADEMELİ GAZ BRÜLÖRLERİ TWO STAGE GAS BURNERS

ĠSTANBUL DA GEMĠ EMĠSYONLARI ÖLÇÜMÜNDE HĠZMET VERECEK AKREDĠTE BĠR LABORATUVARIN GELĠġTĠRĠLMESĠ VE BĠT DESTEKLĠ EĞĠTĠM PROJESĠ. Prof.Dr.

FARKLILAŞTIRILMIŞ MOTORİN ÜRÜNLERİ: ULTRAFORCE. Farklılaştırılmış motorin ürünlerinde emisyon, motor temizliği ve araç performansı üzerine

ORANSAL GAZ BRÜLÖRLERİ MODULATED GAS BURNERS

Aspir Biyodizelinde Farklı Enjektör Basınçlarının Motor Performansına Etkisi

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ. İçten Yanmalı Makineler MK-412 4/Güz (2+0+0) 2 5

BUJİ ATEŞLEMELİ MOTORLARDA TÜRBÜLANSLI YANMA MEKANİZMASI KULLANILARAK AZOT OKSİT EMİSYONLARININ BELİRLENMESİ

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 6 Sayı: 2 s Mayıs 2004

Otto ve Dizel Çevrimlerinin Termodinamik Analizi. Bölüm 9: Gaz Akışkanlı Güç Çevrimleri

Emisyonların etkilerinin ve emisyon kontrolündeki gelişmelerin, Sürüş Çevrimlerinin ve emisyon kontrol yöntemlerinin, Benzinli motorlarda (BAM)

Propanol-Metanol Kullanılan Benzinli Motora Ait Egzoz Emisyon Karakteristikleri

Karbon İzleme Sistemi ne Yönelik Ön Değerlendirme

TEK VE İKİ KADEMELİ ÇİFT YAKITLI BRÜLÖRLER. DUAL (Gas+Diesel) BURNERS

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

Ek 7.1: Güney Akım Açık Deniz Doğalgaz Boru Hattı ndan Kaynaklanan Atmosferik Emisyonlar Türkiye Bölümü: İnşaat ve İşletim Öncesi Aşamaları

BACA GAZI DEVRİDAİMİ NOx lerin azaltılması için

Inventory of LCPs in Turkey LCP Database explained and explored

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

YAKIT OLARAK CH 4 KULLANAN DEĞİŞKEN SIKIŞTIRMA ORANLI BUJİ İLE ATEŞLEMELİ BİR MOTORUN İDEAL HAVA-YAKIT ÇEVRİM ANALİZİ İLE TEORİK SİMÜLASYONU

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Yüz Tanımaya Dayalı Uygulamalar. (Özet)

Anahtar Kelimeler: Do al gaz, Alternatif enerji, Küresel ısınma, Yakıt tüketimi.

T.C. SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Ulaşımdan Kaynaklanan Emisyonlar

KARBÜRATÖRLÜ BİR MOTORA ÜÇ YOLLU KATALİTİK KONVERTÖR UYGULANMASI

Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi TÜRKİYE 10. ENERJİ KONGRESİ ULAŞTIRMA SEKTÖRÜNÜN ENERJİ TALEBİNİN MODELLENMESİ VE SÜRDÜRÜLEBİLİR POLİTİKALAR

Karabük Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Mekatronik Mühendisliği Bölümü Karabük TÜRKİYE ÖZET

Transkript:

Diesel Motorlarında Doldurma Basıncının ve Egzoz Gazı Resirkülasyonunun Azot Oksit ve Partikül Madde Emisyonlarına Etkisi Proje No: 109M729 Prof.Dr. Cem SORUŞBAY Prof.Dr. Metin ERGENEMAN Dr. Alper Tolga ÇALIK Yük.Müh. Anıl DİLER Yük.Müh. M. Sedat ÇEVİRGEN Müh. Halil ÖZEN Kasım 2012 ANKARA

ÖNSÖZ Karayolu taşıtları tarafından oluşturulan kirletici maddelerin çevre kirliliği açısından önemi taşıt sayısındaki ve taşıtların yıllık kullanım miktarlarındaki artışa paralel olarak hızla artmaktadır. Bu projede, benzin motorlarına göre çeşitli üstünlükleri nedeniyle binek araçları filosu içerisindeki oranları giderek artan diesel motorlu araçlardan kaynaklanan iki önemli kirletici maddenin, azot oksit ve partikül madde emisyonlarının kontrol edilmesine yönelik bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Yüksek egzoz gazı resirkülasyon oranlarının uygulanması sonucu düşük sıcaklıkta yanma rejimi sağlanarak ve yüksek doldurma basıncı uygulanarak sıcaklık seviyeleri ve karışım oranları düzenlenmiş ve bu durumun emisyonlara etkisi değerlendirilmiştir. Proje çalışması, CNR Istituto Motori nin proje ortağı olarak değerli destekleri ile gerçekleştirilmiştir. Dr. Valentino ve ekibine deneysel çalışmaların gerçekleştirilmesi ve çalışmaya katkıları nedeniyle teşekkür ederiz. Vermiş oldukları destek ile çalışmanın gerçekleştirilmesini sağlayan TÜBİTAK ve CNR İtalya kuruluşlarına da teşekkür ederiz. Bu çalışmanın tüm aşamalarında önemli katkıları bulunan İ.T.Ü. lisans üstü eğitim programı öğrencilerine destek sağlayan TÜBİTAK a teşekkürlerimizi iletiriz.

İçindekiler Tablolar 4 Şekiller 5 Özet 8 Abstract 9 1. Giriş 10 2. Sayısal Modelleme Çalışmaları ve Ağ Sisteminin Oluşturulması 11 3. Başlangıç Koşullarının Tanımlanması ve Modelin Doğrulanması 41 4. Hesaplamalar 44 5. Sonuçlar 50 6. Referanslar 51 Proje Özet Bilgi Formu 52 EK I : Soot Modelling 53

ÖZET Son yıllarda giderek artan çevre kirliliği ve iklim değişikliği sorunları nedeniyle içten yanmalı motorlarda boyut küçültme uygulamasına gidilmektedir. Küçük strok hacimli motorların geliştirilmesi, özellikle şehir içi araç kullanım koşullarında taşıtlardan kaynaklanan emisyonların azaltılmasını, yakıt tüketiminin düşürülmesini sağlamaktadır. Ancak gerektiğinde, motordan yüksek güç sağlanabilmesi için aşırı doldurma sistemlerinin uygulanması gerekmektedir. Bu çalışma kapsamında, düşük yük bölgelerinde çalışma durumunda doldurma basınçlarının artırılmasının Diesel motorlarının oluşturduğu kirletici emisyonlar arasında en önemli iki bileşen olan NOx ve PM emisyonları üzerindeki etkisi incelenmiştir. Genelde bazı işletme parametreleri ayarlanarak PM emisyonları kontrol edilirken, EGR vb ilave sistemler uygulanarak NOx emisyonlarının kontroluna gidilmektedir. Ancak giderek aşağıya çekilen emisyon sınırları nedeniyle bu bileşenlerin azaltım gereksinimi de sürmektedir. Bu çalışmada motor performansını olumsuz etkilemeden, motor doldurma basıncı ve egzoz gazı resirkülasyon oranlarının emisyon azaltımına yönelik olarak incelenmesi gerçekleştirilmiştir. Önerilen çalışma kapsamında özellikle düşük ve orta yüklerde, yüksek doldurma basıncı ve EGR uygulaması ile özgül emisyonlarda azaltım sağlanması; böylece hem NOx, hem de PM emisyonlarının birlikte istenilen düzeye indirilmesi hedeflenmektedir. Proje kapsamında emme, yanma ve genişleme zamanları boyunca motorda gerçekleşen olayları simüle etme yeteneğine sahip çok-boyutlu çevrim analiz modeli geliştirilmiştir. Öncelikle geliştirilen matematiksel model CNR Istituto Motori laboratuvarlarında yapılan deneylerin sonuçları ile doğrulanmış, sonraki aşamada da parametrik inceleme yapılarak, farklı doldurma basınçlarında her iki kirletici bileşenin de değişimi irdelenmiştir. Ayrıca Diesel motorlarında uygulanan EGR sistemlerinin, gönderilen egzoz gazı oranına ve sıcaklığına bağlı olarak emisyonlar üzerindeki etkisi incelenmiştir. Yaygın olarak kullanılan EGR sistemlerinin, yüksek doldurma basıncı uygulandığı durumlardaki etkilerinin bu çalışma kapsamında değerlendirilmesi amaçlanmaktadır. Çalışma kapsamında partikül madde emisyonlarının oluşumuna yönelik olarak, yanma olayını da içeren bir kimyasal kinetik mekanizma oluşturularak çeşitli reaksiyonların etkileri irdelenmiş ve model sınanmıştır. Çalışma sonucunda oluşturulan modelin deney sonuçları ile uyum içerisinde olduğu görülmüştür. Ayrıca ERG uygulaması NOx emisyonlarının azaltılmasında önemli katkı sağlamaktadır. PM emisyonları üzerindeki etkisi ise olumsuzdur. Ancak EGR oranının daha da artması ile PM emisyonundaki artışta azalma görülmüştür. Doldurma basıncının artışı ise NOx ve PM emisyonları açısından fayda sağlamıştır. Anahtar Kelimeler: Diesel motorları, Azot oksit emisyonları, Partikül madde emisyonları, Çokboyutlu modelleme

ABSTRACT In recent years, due to the growing problem of environmental pollution and climate change internal combustion engine stroke volume size of has been reduced. The use of down-sized engines provides benefit for reducing emissions and fuel comsumption especially at the inner city driving conditions. However, when the engine demands additional power, utilising a turbocharging system is required. The objective of the project was devoted to increase the understanding of various engine operating conditions on emissions, especially at low load. The trade-off between NOx and PM emissions in a diesel engine has been examined depending on turbocharging rates and the rate of EGR applied. Experimental, and numerical investigations was carried out to study the optimum conditions for providing lowest emission rates in a diesel engine. Within the context of this project, it is aimed to develop a multi-dimensional cycle analysis model which is capable of simulating the cases in engine combustion and expansion stroke. Initially the developed mathematical model was verified by the test results. For the next step, the change of two pollutant components with different boost pressures was analysed by parametric analysis. Moreover, the effect of EGR systems used in Diesel engines on emissions regarding the recirculated gas rate and the temperature is also analyzed. EGR application reduces NOx emissions as expected while increasing PM. But further increase in EGR rate reduces the increase of PM emissions. Increasing the boost pressure provides positive effect on PM emissions. Keywords: Diesel engines, nitrogen oxide emissions, particulate emissions, multi-dimensional engine modelling