Dizel yakıtı, kanola yağı ve fındık yağı metil esterlerinin dizel motor performansına ve emisyonlarına etkilerinin deneysel incelenmesi
The experimental investication of the effects of diesel fuel, rapeseed oil and hazelnut oil methyl esters on the ediesel performance and emissions
Yazar: EMRE MUTLU
Danışman: DOÇ. DR. İSMET ÇELİKTEN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education

Özet:
Bu çalışmada, kanola yağı ve fındık yağından transesterifikasyon yöntemiyle metil esteri elde edilen yakıtların farklı oranlarda karışımları, 4 zamanlı, 4 silindirli, 46 kW gücündeki bir dizel motorunda tam yükte dizel yakıtına göre performans ve emisyon değişimleri araştırıldı. Kanola yağı metil esteri ve fındık yağı metil esterinin farklı oranlarda karışımları ve dizel yakıtı ile olan B1-B5 yakıtlarının moment, güç, özgül yakıt tüketimi ve emisyon değişimlerinde ciddi oranlarda farklılar belirlenemedi. Tam yükte yapılan deneylerde dizel yakıtı ile olan kıyaslamalarda ise dizel yakıtına göre, %50 oranında kanola yağı metil esteri kullanılarak elde edilen B1 yakıtında 2100 1/min'de motor torkunda %1,5, motor gücünde ise %1,6 oranında azalış ve özgül yakıt tüketiminde %5 oranında artış tespit edildi. Ayrıca B1 yakıtında emisyon değerlerine bakıldığında 1600 1/min'de k faktöründe %34,6, 2100 1/min'de CO2'de %4,2 oranında düşüş, 1600 1/min'de O2'de %3,35 artış, 1200 1/min'de NOx'de %0,7 oranında artış olurken, 2100 1/min'de CO,'da %1,3 oranında artış olduğu tespit edildi. Aynı yöntemle %50 oranında fındık yağı metil esteri kullanılarak oluşturulan B2 yakıtında 2100 1/min'de motor tork değerinde %2,5 oranında düşüş, motor gücünde %2,6 oranında düşüş ve özgül yakıt tüketiminde %8,6 oranında artış olduğu belirlendi. Ayrıca B2 yakıtında k faktöründe 1600 1/min'de %40,4 ve CO2'de 2100 1/min'de %5,1 oranında azalma olurken, O2'de 1600 1/min'de %2,7 artış, CO'de %35,6 ve 1200 1/min'de NOx'de %4,9 oranında artış gözlendi. Dizel yakıtı, kanola yağı metil esteri ve fındık yağı metil esteri karışımlarından elde edilen B3, B4 ve B5 yakıtlarıyla yapılan deneylerde de B1 ve B2 yakıtlarına benzer sonuçlar elde edildi. SD yakıtı ile yapılan karşılaştırılmada motor torkunda 2100 1/min'de B3 yakıtında %2,1 oranında, B4 ve B5 yakıtlarında ise %1,9 oranında düşme olurken, motor gücünde ise B3, B4, B5 yakıtlarının kullanımı ile %2,1 oranında düşme gerçekleşti. Özgül yakıt tüketiminde ise en düşük yakıt tüketiminin gerçekleştiği 2000 1/min'de B3-B4-B5 yakıtlarında sırasıyla %6,2-%8,7-%7,1 oranlarında artışlar tespit edildi. Egzoz emisyonlarının incelenmesinde elde edilen sonuçlar SD yakıtı ile karşılaştırıldığında O2 emisyonunda eğrilerin birbirine yaklaştığı, 1600 1/min'de B3-B4-B5 yakıtlarında sırasıyla%3,9-%6,1-%3,2 oranlarında, CO emisyonları bakımından en düşük emisyonların elde edildiği 2100 1/min'de %13,1-%13,1-%4,4 oranlarında, NOx emisyonular bakımından en düşük olduğu 1200 1/min'de B3-B4-B5 yakıtlarında sırasıyla %1-%4,9-%4,2 oranlarında artışlar belirlendi. CO2 emisyonlarında en düşük emisyonun geçekleştiği 2100 1/min'de aynı yakıtların kullanım sıralamalarına göre %5-%4,5-%4,6 oranında ve k faktörü eğrilerin birbirine yaklaştığı 1600 1/min'de ise %38,5-%38,5-%36,5 oranlarında azalma olduğu görüldü.Anahtar sözcükler:Dizel yakıtı, Kanola Yağı Metil Esteri, Fındık Yağı Metil Esteri, Motor Performansı, Egzoz Emisyonu.

Abstract:
In this study, different ratio of transesterified methyl esters of rapeseed oil and hazelnut oil were tested in a diesel engine. Performance and emission variations were investigated in a four-stroke, four-cylinder diesel engine having 46 kW output power at full load operating conditions. The results showed that, engine torque, power, specific fuel consumption (SFC) and emissions were not changed significantly, with different blends of rapeseed oil and hazelnut oil methyl esters (B1-B5). Engine torque and power were decreased by 1.5% and 1.6%, SFC was increased 5% with 50% rapeseed oil methyl ester (B1) compared to diesel fuel at 2100 rpm engine speed and full load operating conditions. Smoke emissions decreased by 34.6%, O2 increased by 3.35% at 1600 rpm and CO2 emissions decreased by 4.2%, CO emissions increased by 1.3% at 2100 rpm engine speed with B1 fuel. NOx emissions also were increased by 0.7% at 1200 rpm engine speed with B1 fuel. Engine torque and power were decreased by 2.5% and 2.6%, SFC was increased by 8.6% with 50% hazelnut oil methyl ester (B2) at 2100 rpm engine speed. Smoke emissions decreased by 40.4%, O2 increased by 2.7% at 1600 rpm engine speed. CO2 emissions decreased by 5.1% at 2100 rpm, but CO and NOx emissions increased by 35.6% and 4.9%, respectively at 1200 rpm engine speed with B2 fuel. Similar results were obtained with B2, B3 and B4 blends of diesel fuel, methyl esters of rapeseed oil and hazelnut oil. Engine torque was decreased by 2.1% with B3 blend and 1.9% with B4 and B5 blends compared to diesel fuel at 2100 rpm engine speed. Engine power was also decreased by 2.1% with B3, B4 and B5 blends at the same engine speed. SFC was also increased by 6.2%, 8.7% and 7.1% with B3, B4 and B5 blends, respectively at 2000 rpm engine speed. From emission point of view, O2 was increased by 3.9%, 6.1% and 3.2% with B3, B4 and B5 blends at 1600 rpm. CO emissions were increased by 13.1% and 4.4% with B3-B4 and B5 blends at 2100 rpm. However, at the same engine speed, CO2 decreased by 5%, 4.5% and 4.6%. NOx emissions was increased by 1%, 4.9% and 4.2% at 1200 rpm and smoke emissions decreased by 38.5% and 36.5% with B3, B4 and B5 blends compared to diesel fuel.Key Words: Diesel oil, Rapeseed oil methyl ester, Hazelnut oil methylester, Engine Performance, Exhaust emissions.