Dizel-biyodizel yakıt karışımına yüksek moleküler ağırlıklı alkol ilavesinin motor performans, yanma ve emisyon karakteristiklerine etkisi
Addition of high molecular weight alcohol to diesel-biodiesel fuel mixture effect on engine performance, combustion and emission characteristics
Yazar: HAKAN ÖZTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. SALİH ÖZER ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDAL TUNÇER
Muş Alparslan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nükleer Enerji ve Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Alternatif yakıtlar = Alternative fuels ; Biyodizel = Biodiesel ; Biyoyakıtlar = Biofuels ; Dizel yakıtlar = Diesel fuels ; Egzoz emisyonları = Exhaust emissions ; Karbon emisyon sertifikaları = Carbon emission certificates ; Yüksek moleküllü alkoller = Higher alcohols

Özet:
İçten yanmalı motorlarda petrol türevi yakıtlar kullanılmaktadır. Her geçen gün artan motorlu taşıt sayısına karşı petrol rezervlerinin sınırlı ömrünün olması alternatif yakıt arayışlarını zorunlu kılmıştır. Dizel yakıtına alternatif olarak görülen ve yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen biyodizel, dizel yakıtına göre önemli avantajlarının yanında genel olarak daha düşük motor torku, gücü ve verime neden olurken, özgül yakıt tüketimini ise artırmaktadır. Yine dizel motorlarında biyodizel kullanımı ile NOx ve CO2 emisyonları artmaktadır. Dolayısıyla dizel-biyodizel yakıt karışımlarına alkol ilavesi ile bu değerlerin değişimleri araştırılmaya başlanmıştır. Burada kısa zincirli alkoller düşük setan sayılarına ve enerji içeriğine sahiptir, bu nedenle dizel motorlar için daha uzun karbon zincirlerine sahip ağır alkoller tercih edilmektedir. Yapılan literatür çalışması neticesinde, dizel yakıtına yüksek molekül ağırlığına ve yüksek karbon sayısına sahip alkollerden olan bütanol (4 karbonlu), pentanol (5 karbonlu),  hexanol (6 karbonlu) ve  octanol (8 karbonlu) ilave edilerek bir dizel motorunda motor performans, yanma ve emisyon karakteristiklerinin ayrıntılı olarak incelendiği bir çalışmaya az sayıda  rastlanılmıştır. Yapılan bu çalışma ile literatüre katkı sağlanacaktır.
Bu yüksek lisans tez çalışmasında, dizel yakıtına yüksek molekül ağırlıklı alkol ilavesinin motor performans, yanma ve emisyon karakteristiklerine olumlu katkıları olacağı hedeflenmektedir. Deneysel çalışmada biyodizel-dizel yakıta katkı olarak bütanol, propentanol,  hexanol  ve  octanol  ilave edilerek egzoz emisyonu değerleri (NOx, CO, CO2, HC ve is) incelenmiştir. Daha sonra biyodizel-dizel-yüksek molekül ağırlıklı alkol kullanılarak ikili ve üçlü yakıt karışımları oluşturulmuştur. Çalışma sonucunda dizel yakıtına ilave edilen B10, B20, B30, P10, P20, P30, H10, H20, H30, O10, O20 ve O30  test yakıtları ile biyodizel-dizel yakıt karışımlarının egzoz emisyon davranışları değerlendirildiğinde, biyodizel-dizel yakıtına göre alkol içeren yakıtların egzoz gaz sıcaklığı ve NOx emisyonlarının arttığı; CO, HC ve is emisyonlarının ise azaldığı belirlenmiştir.

Abstract:
Petroleum-derived fuels are used in internal combustion engines. Despite the ever-increasing number of motor vehicles, the limited lifespan of oil reserves has necessitated the search for alternative fuels. Biodiesel, which is seen as an alternative to diesel fuel and obtained from renewable energy sources, has significant advantages over diesel fuel, as well as generally causing lower engine torque, power and efficiency, while increasing specific fuel consumption. Again, NOx and CO2 emissions increase with the use of biodiesel in diesel engines. Therefore, changes in these values with the addition of alcohol to diesel-biodiesel fuel mixtures have begun to be investigated. Here, short-chain alcohols have low cetane numbers and energy content, so heavy alcohols with longer carbon chains are preferred for diesel engines. As a result of the literature study, butanol (4 carbons), pentanol (5 carbons), hexanol (6 carbons) and octanol (8 carbons), which are alcohols with high molecular weight and high carbon numbers, are added to diesel fuel to improve engine performance, combustion and performance. There are few studies that examine emission characteristics in detail. This study will contribute to the literature.
In this master's thesis study, it is aimed that the addition of high molecular weight alcohol to diesel fuel will have positive contributions to engine performance, combustion and emission characteristics. In the experimental study, exhaust emission values ( NOx, CO, CO2, HC and soot) were examined by adding butanol, propentanol, hexanol and octanol as additives to biodiesel-diesel fuel. Then, binary and ternary fuel mixtures were created using biodiesel-diesel-high molecular weight alcohol. As a result of the study, when the exhaust emission behaviors of B10, B20, B30, P10, P20, P30, H10, H20, H30, O10, O20 and O30 test fuels and biodiesel-diesel fuel mixtures added to diesel fuel were evaluated, it was seen that alcohol-containing fuels were more effective than biodiesel-diesel fuel. exhaust gas temperature and NOx emissions increased; It was determined that CO, HC and soot emissions decreased.