Dizel-biyodizel-bütanol ve biyodizel-bütanol karışımlarının performans ve emisyonlara etkisinin incelenmesi
Investigation of the effects of diesel-biodiesel-butanol and diesel-butanol mixture on engine performance
Yazar: ALİ NAİL KIVRAK
Danışman: DOÇ. DR. AHMET FEVZİ SAVAŞ
Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Alternatif yakıtlar = Alternative fuels ; Biyoyakıtlar = Biofuels ; Egzoz emisyonları = Exhaust emissions ; Makine mühendisliği = Mechanical engineering ; Motor performansı = Motor performance

Özet:
Dünyada kullanılan enerjini büyük çoğunluğu fosil yakıtlardan elde edilmektedir. Bu durum ülkemiz gibi sürekli olarak büyüyen ve gelişmekte olan ülkelerde dışa bağımlılığı arttırmaktadır. Bunun yanında fosil yakıtların yakın gelecekte bitecek olması da fiyat istikrarsızlıkları, çevresel sorunların yaşanmasına yol açmaktadır. Bu sorunların yaşanması bizleri alternatif bir yakıt, alternatif bir enerji kaynağı aramaya itmiştir. Dizel motorunun yakıt tüketiminin düşük olması, sıkıştırma oranlarının yüksek olması ile dizel motoru ağır hizmet araçlarında kullanımını oldukça cazip kılmaktadır. Buna rağmen doğaya salmış olduğu egzoz gazları dünyamız için ciddi sorunlardandır. Rudolf Diesel 1900 lü yıllarda motoru icat ettiğinde Paris fuarında icadının çalışma prensibini anlatırken yakıt olarak yağ kullanmıştır fakat motor tasarımındaki kısıtlamalar ve o zamanki mühendislik hesaplamaları günümüze göre daha ilkel olması sebebiyle fosil yakıtlar kullanmaya mecbur etmiştir. Bu durum 20. Yüzyılda yaşanan petrol krizine kadar bu şekilde devam etti. Petrol krizinden sonra Brezilya, Avusturya, Amerika Birleşik Devletleri, Almanya, Fransa, İtalya, Hollanda gibi ülkelerde alternatif yakıtlar üzerine araştırmalar yapılmaya başlanmıştır. Bitkisel yağların hiçbir işleme gerek kalmaksızın dizel motorlarında yakıt olarak kullanılabileceği bilinmektedir fakat uzun bir süre kullanıldığında motorda, yakıt hattında tıkanmalara, enjektörlerin tıkanmasına, soğuk havalarda veyahut motor soğukken ilk harekette zorlanmalara sebep olmaktadır. Yağların transesterifikasyon yöntemiyle biyodizele dönüştürülüp kullanılması, işlenmemiş yağın kullanılmasına göre daha uygundur. Transesterifikasyon yöntemi ile üretilmiş olan biyodizelin yakıt özelliklerine baktığımızda her ne kadar dizel yakıtına benzer olsa da viskozite değeri dizele göre daha yüksektir. Biyodizeli daha verimli bir şekilde kullanabilmek için dizel yakıtıyla karışım halinde kullanılabilir. Bu çalışmada transesterifikasyon yöntemi ile üretilmiş olan biyodizel, biyodizel – dizel yakıt karışımı, biyodizel – bütanol karışımı ve biyodizel – dizel – bütanol karışımlarının dört silindirli dört zamanlı direkt püskürtmeli dizel motorunda karakteristik özelliklerinin belirlenmesi için tam yük testi 1800 dev/dk, 2400 dev/dk, 3000 dev/dk ve 3600 dev/dk' da yapılmıştır.

Abstract:
The vast majority of the energy used in the world is obtained from fossil fuels. This situation increases external dependence in countries such as our country that are constantly growing and developing. In addition, the fact that fossil fuels will end in the near future leads to price instability and environmental problems. These problems have pushed us to look for an alternative fuel, an alternative energy source. The low fuel consumption of the diesel engine and high compression ratios make the diesel engine very attractive for use in heavy duty vehicles. However, the exhaust gases released to nature are serious problems for our world. When Rudolf Diesel invented the engine in 1900, he used oil as fuel while explaining the operating principle of his invention at the Paris fair, but the limitations in engine design and engineering calculations at that time forced him to use fossil fuels because they were more primitive than today. This situation continued in this way until the oil crisis in the 20th century. After the oil crisis, research on alternative fuels started to be carried out in countries such as Brazil, Austria, the United States, Germany, France, Italy, the Netherlands. It is known that vegetable oils can be used as fuel in diesel engines without any processing, but when used for a long time, it causes clogging in the engine, fuel line, clogging of injectors, cold weather or difficulties in the cranking when the engine is cold. The conversion of oils into biodiesel by transesterification method is more suitable than the use of unprocessed oil. When we look at the fuel properties of biodiesel produced by transesterification method, although it is similar to diesel fuel, its viscosity value is higher than diesel. In order to use biodiesel more efficiently, it can be used in a mixture with diesel fuel. In this study, full load tests were carried out at 1800 rpm, 2400 rpm, 3000 rpm and 3600 rpm to determine the characteristics of biodiesel, biodiesel - diesel fuel blend, biodiesel - butanol blend and biodiesel - diesel - butanol blends produced by transesterification method in four cylinder four stroke direct injection diesel engine.