Biyodizel yakıt özelliklerinin motor performansı ve emisyon karakteristiklerine etkilerinin incelenmesi
The investigation of effects of biodiesel fuel features to engine performance and emission characteristics
Yazar: MEHMET ÇELİK
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN SERDAR YÜCESU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Bu çalışmada rafine pamuk ve kanola yağından transesterifikasyon yöntemiyle biyodizel üretilerek içerisine belirli oranlarda n-heptan katkı maddesi ilave edilmiştir. n-heptan  katkı maddesi ilave edilen karışım yakıtların yakıt özellikleri belirlenerek tek silindirli dizel motorda 7 farklı devirde (1750 – 2000 – 2200 – 2500 – 2750 – 3000 – 3250 1/min) ve maksimum torkun elde edildiği 2200 1/min'de 5 farklı yükte (7,5 Nm – 10 Nm – 12,5 Nm – 15 Nm ve maksimum yük) deneyler yapılmıştır. Deneyin ikinci aşamasında en iyi sonucu veren KH4, PH8 ve dizel yakıtı içerisine organik esaslı mangan katkısı ilave edilerek yakıtların yakıt özellikleri belirlenerek aynı şartlarda motor performans ve emisyon karakteristikleri incelenmiştir. Deneyler sonucunda n-heptan ilave edilen metil esterlerin viskozite ve yoğunluğu iyileştirdiğinden tutuşma gecikmesi süresini kısalmıştır ve motorda güç ve moment artışının olduğu tespit edilmiştir. KH4 yakıtında %2,48, PH8 yakıtında %7,52 moment artışı elde edilirken özgül yakıt tüketiminde ise sırasıyla %4,46 ve %3,08 azalma olmuştur. CO ve THC emisyonlarında KH4 yakıtında %27,4 ve %12,59, PH8 yakıtında %29,99 ve %3,16 azalma olmuştur. İs emisyonlarında KH4 yakıtında %1,18, PH8 yakıtında %1,19 artış olmuştur. n-heptan oranında ki artışa bağlı olarak iyileşmenin orantılı olmadığı belirli bir orandan sonra iyileşmenin azaldığı görülmüştür. Organik esaslı mangan ilave edilen yakıtlarda ise 12 ppm katkı oranında tüm yakıtlarda motor karakteristikleri ve emisyon değerleri en iyi sonuçları verdiği görülmüştür. KH4Mn12, PH8Mn12 ve D0Mn12 yakıtlarında katkı maddesi ilave edilmeyen yakıtlara göre sırasıyla %9,90 – 15,53 ve %14,06 moment artışı olmuştur. Özgül yakıt tüketiminde KH4Mn12, PH8Mn12 ve D0Mn12 yakıtlarında sırasıyla %7,92 – %8,09 ve %11,28 azalma görülmüştür. CO emisyonlarında KH4Mn12, PH8Mn12 ve D0Mn12 yakıtlarında %32,48 – %8,28 ve %51,76 azalma olmuştur. THC emisyonlarında KH4Mn12, PH8Mn12 ve D0Mn12 yakıtlarında %7,94 – %5,54 ve %6,41 azalma olmuştur. İs emisyonlarında KH4Mn12, PH8Mn12 ve D0Mn12 yakıtlarında %3,75 – %3,67 ve %10,74 azalma olmuştur.

Abstract:
In this study, biodiesel was produced with transesterification method from refined cotton and canola oil and specific ratios of n-heptane additives were included in it. Additive fuel characteristics which were n-heptane additive were included were determined and experiments were carried out at 7 different cycles (1750-2000-2200-2500-2750-3000-3250 1/min) in single cylinder diesel engine and in 5 different loads (7,5 Nm – 10 Nm – 12,5 Nm – 15 Nm and maximum load) at 2200 1/min where maximum torque is obtained. At the second stage of experiment, organic-based manganese additive was included in KH4, PH8 and diesel fuel which gave the best result, fuel characteristics were determined, engine performance and emission characteristics under same conditions were analyzed. As a result of experiments, since n-heptane included methyl ester enhanced viscosity and density, ignition delay duration was shortened and it was determined that there is power and moment increase in the engine. While there was 2,48% increase in KH4 fuel, 7,52% increase in PH (fuel, there was 4,46%, 3,08% decrease in specific fuel combustion. In CO and THC emissions, there was 27,4% and 12,59% decrease in KH4 fuel and 29,99% and 3,16% decrease in PH8 fuel. There was 1,18% increase in KH4 fuel and 1,19% increase in PH8 fuel at soot emissions. Depending on the increase of n-heptane ratio, it was observed that engine characteristics and emission values gave the best result at all kinds of fuel at 12 ppm additive ratio. There was 9,90% - 15,53% and 14.06% moment increase respectively at KH4Mn12, PH8Mn12 and D0Mn12 fuel compared to those which have no additive. There was 7,92% - 8,09% and 11,28% decrease respectively at KH4Mn12, PH8Mn12 and D0Mn12 fuels in specific fuel consumption. There was 32,48% - 8,28% and 51,76% decrease KH4Mn12, PH8Mn12 and D0Mn12 fuels in CO emissions. There was 7,94% - 5,54% and 6,41% decrease at KH4Mn12, PH8Mn12 and D0Mn12 fuels in THC emissions. There was 3,75% - 3,67% and 10,74% decrease at KH4Mn12, PH8Mn12 and D0Mn12 fuels in smoke emissions.