Dizel bir motorda dizel, piroliz yağı ve bütanol yakıt karışımının motor performans ve emisyonlarına etkisi
The effect of diesel, pyrolysis oil and butanol fuel mixture on engine performance and emissions in a diesel engine
Yazar: BURAK YANBULOĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA KARAGÖZ
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Alternatif yakıtlar = Alternative fuels ; Biyoyakıtlar = Biofuels ; Deney motoru = Research engine ; Dizel motorlar = Diesel engines ; Dizel yakıtlar = Diesel fuels ; Gaz emisyonu = Gas emission ; Homojen karışımlı sıkıştırmalı ateşlemeli motorlar = Homogeneous charge compression ignition engines ; Motor performansı = Motor performance ; Taşıt motorları = Vehicle engines ; Yakıt performansı = Fuel performance

Özet:
Dünyadaki fosil yakıtların azalması, artan enerji ihtiyacı ve artan yakıt fiyatları araştırmacıları alternatif yakıt arayışına itmiştir. Bunun yanında araştırmacılar atık malzemelerin geri dönüşümüyle atıktan enerji elde etmeye odaklanmıştır. Atıktan enerji alternatif bir enerji olmanın yanında atıkların bertaraf edilmesi gibi önemli bir çevresel olguyu içerdiğinden, alternatif yakıtlar içerisinde en yararlı yol olduğu kabul edilebilir. Atıktan enerjiye en güzel örneklerden biri de kullanılmış araç lastiklerinin dizel motorlarda alternatif yakıt olarak kullanılmasıdır. Bu çalışmada atık lastikten üretilen ve çeşitli saflaştırma aşamalarından geçirilerek dizel motorda kullanılabilir bir yakıt olan pirolitik yakıt (piroliz yağı) elde edilmiştir. Saf dizele pirolitik yakıt ve farklı oranlarda bütanol ilave ederek yakıt karışımları oluşturulmuştur. Saf dizele (SD100) hacimce %15 pirolitik yakıt eklemek suretiyle SD85PY15 yakıtı oluşturulmuş, saf dizel ve pirolitik yakıt harmanına hacimce %5, %10 ve %15 oranlarında bütanol eklenerek SD80PY15B5, SD75PY15B10 ve SD70PY15B15 test yakıtları oluşturulmuştur. Deneyler sabit motor devrinde (3000 d/dk.) tek silindirli hava soğutmalı direk enjeksiyonlu dizel bir motorda gerçekleştirilmiştir. Saf dizel yakıtına pirolitik yakıt ve bütanol ilavesi BSFC'yi tüm test yakıtları ve yükleri için artırmıştır. Saf dizel yakıtına pirolitik yakıt ilavesi BTE değerini azaltmasına rağmen eklenen bütanol içeriğine bağlı olarak BTE değerinde bir miktar artış gözlemlenmiştir. Saf dizel-pirolitik yakıt harmanına bütanol ilavesi ile NOx ve HC emisyonlarında önemli oranda azalma gözlemlenmiştir. Oluşturulan test yakıtları herhangi bir modifiye gerekmeksizin dizel motorda sorunsuz bir şekilde kullanılmıştır.

Abstract:
The decrease in fossil fuels in the world, increasing energy need and increasing fuel prices have pushed researchers to seek alternative fuels. In addition, researchers focused on obtaining energy from waste by recycling waste materials. Energy from waste can be considered as the most beneficial way among alternative fuels, as it is an alternative energy and involves an important environmental phenomenon such as the disposal of waste. One of the barriers from waste to energy is the use of used vehicle tires as alternative fuel in diesel engines. In this study, pyrolytic fuel (Pyrolysis oil), a fuel that can be used in diesel engine, was obtained by passing through various purification stages and produced from waste tire. Mixtures were formed by adding pyrolytic fuel and different amounts of butanol to pure diesel. SD85PY15 fuel was created by adding 15% pyrolytic fuel by volume to pure diesel (SD100). SD80PY15B5, SD75PY15B10 and SD70PY15B15 test fuels were formed by adding butenol in the middle of 5%, 10% and 15% by volume in a pure diesel and pyrolytic fuel blend. The experiments were carried out in a single-cylinder air-cooled direct injection diesel engine at constant engine speed (3000 rpm). The addition of pyrolytic fuel and butenol to pure diesel fuel increased the BSFC for all test fuels and loads. Although the addition of pyrolytic fuel to pure diesel fuel reduces the BTE value, a slight increase was observed in the BTE value depending on the added butenol content. Significant reduction in NOx and HC emissions was observed with the addition of butenol to pure diesel-pyrolytic fuel blend. The produced test fuels were used in the diesel engine without any modification.