Ketencik biyodizeli ve bütanolün motorin ile karışımlarının dizel bir motorda performans ve emisyon parametreleri açısından kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigation of usability of camelina biodiesel and butanol blends with diesel in terms of performance and emission parameters in a diesel engine
Yazar: RÜMEYSA ERSOY
Danışman: PROF. DR. HAKAN OKYAY MENGEŞ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu araştırmada, dizel (M100), ketencik yağı metil esteri (B100) ve n-bütanol (BÜ) 'ün hacimsel olarak farklı oranlarda harmanlanmasından elde edilen ikili (dizel/biyodizel) ve üçlü (dizel/biyodizel/n-bütanol) karışım yakıtlarının yakıt özellikleri (fiziko-kimyasal özellikler) ile motor performansı ve egzoz emisyon değerleri dizel (M100) yakıtı ile karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Dizel ile ikili ve üçlü karışım yakıtlarına ait motor performansı ve egzoz emisyon testleri, dört silindirli, dört zamanlı, direkt enjeksiyonlu, türboşarjlı bir traktör dizel motorunda farklı motor devirlerinde ve tam yük koşullarında gerçekleştirilmiştir. Araştırma sonuçlarına göre dizel (M100)  , ketencik biyodizeli (B100)  ile ikili (M80B20) ve üçlü karışım  (M72.5B20BÜ7.5, M65B20BÜ15 ve M57.5B20BÜ22.5) yakıtlarına ait yakıt özelliklerinin ilgili standartların sınır değerlerini karşıladığı tespit edilmiştir. Tüm yakıtlara ait ortalama yoğunluk değerleri 824.9 ile 877.6 g m-3, kinematik viskoziteleri 2.54 ile 4.41 mm2s-1, ısıl değerleri 39.02 ile 43.43 MJ kg-1 parlama noktası değerleri 36 ile 146 oC, su içeriği değerleri 112.15 ile 499 ppm, bulutlanma, SFTN ve akma noktaları ise sırasıyla 0.2 ile -14 ºC, -4 ile -20 ºC ve  -6.3 ile <-20 ºC arasında belirlenmiştir. Ayrıca araştırmamıza konu olan tüm yakıtların korozyon testleri bu yakıtların kalite standartlarını karşılayan sınıf 1 (1a)' e dahil olduğunu göstermiştir. Yakıtlara ait motor performansı test sonuçları değerlendirildiğinde maksimum motor gücü ve momenti ile minimum özgül yakıt tüketiminin sırasıyla 2100 d dak-1 motor devrinde 79.33. BG (58.37 kW), 1300 d dak-1 motor devrinde 323.02 Nm ve 1500 d dak-1 motor devrinde 199.36 g BGh-1 (270.87 g/kWh) değerleri ile M100 dizel yakıtında gerçekleştiği görülmüştür.  İkili ve üçlü karışım yakıtlarına ait CO, CO2, HC emisyon değerlerinde dizel (M100) yakıtına göre daha düşük değerler elde edilirken, NOx emisyonları ile egzoz gazı sıcaklığı değerlerinde ise belli oranlarda artışlar olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
In this research, the fuel properties (physico-chemical properties), engine performance and exhaust emission values of dual (diesel/biodiesel) and ternary (diesel/biodiesel/n-butanol) blend fuels obtained by blending diesel (M100), methyl ester of camelina oil (B100) and n-butanol (BU) at different ratios by volume were evaluated comparatively with diesel (M100) fuel. Engine performance and exhaust emission tests of diesel and binary and ternary blend fuels were carried out in a four cylinder, four stroke, direct injection, turbocharged tractor diesel engine at different engine speeds and full load conditions. According to the results of the research, it was determined that the fuel properties of diesel (M100), flax biodiesel (B100) and binary (M80B20) and triple blend (M72.5B20BÜ7.5, M65B20BÜ15 and M57.5B20BÜ22.5) fuels meet the limit values of the relevant standards. The average density values of all fuels were determined between 824.9 and 877.6 g m-3, kinematic viscosities between 2.54 and 4.41 mm2 s-1, heating values between 39.02 and 43.43 MJ kg-1, flash point values between 36 and 146 oC, water content values between 112.15 and 499 ppm, cloud, SFTN and pour points between 0.2 and -14 ºC, -4 and -20 ºC and -6.3 and <-20 ºC, respectively. In addition, corrosion tests of all fuels subject to our research showed that these fuels belong to class 1 (1a), which meets the quality standards. When the engine performance test results of the fuels were evaluated, it was seen that the maximum engine power and torque and minimum specific fuel consumption were realized in M100 diesel fuel with 79.33 BG (58.37 kW) at 2100 rpm-1 engine speed, 323.02 Nm at 1300 rpm-1 engine speed and 199.36 g BGh-1 (270.87 g/kWh) at 1500 rpm-1 engine speed, respectively. While CO, CO2, HC emission values of binary and ternary blend fuels were lower than diesel (M100), NOx emissions and exhaust gas temperature values were found to increase at certain rates.