Hibrit bioyakıtın dizel motor karakteristiklerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of hybrid biofuel on diesel engine characteristics
Yazar: SERDAR ÖZMEN
Danışman: DOÇ. ALAATTİN OSMAN EMİROĞLU
Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Biyodizel = Biodiesel

Özet:
Günümüzde fosil kökenli yakıt kaynaklarının giderek azalması ve çevre bilincinin artmasıyla birlikte alternatif yakıt arayışları ve bu alanda yapılan bilimsel çalışmalar hız kazanmaktadır. Farklı birçok bitkisel ve hayvansal yağlardan üretilebilmekte olan biodizelin dizel motorları için alternatif yakıt olarak kullanım potansiyeline sahip olduğu düşünülmektedir. Hayvansal atık yağların çevreye olan zararları ve imha edilme maliyetleri göz önüne alındığında, bu yağların biodizele dönüştürülmesi cazip görülmektedir. Fakat yapılan çalışmalar, hayvansal yağlardan elde edilen biodizelin soğuk akış özelliklerinin bitkisel yağlardan elde edilen biodizele kıyasla daha zayıf olduğunu göstermektedir. Bu çalışmada deri işleme tesislerinden çıkan deri endüstri atık yağı ve kanola yağı karışımından transesterifikasyon yöntemi ile hibrit biodizel üretilmiş ve bu şekilde elde edilen biodizelin soğuk akış özelliklerinin yalnız deri endüstri atık yağından elde edilen biodizele kıyasla daha iyi olduğu görülmüştür. Ayrıca yapılan yakıt analizleri sonucunda, üretilen hibrit yakıtın, biodizel yakıt standartlarını karşıladığı görülmüştür. Daha sonra dizel motor karakteristiklerine etkisini tespit etmek için, hibrit biodizel, hacimsel olarak %10 ve %30 ölçülerinde petrol kökenli dizel yakıtı (HB0) ile karıştırılarak sırasıyla HB10 ve HB30 dizel-hibrit biodizel yakıt karışımları hazırlanmış ve tek silindirli bir dizel motorunda farklı yük ve devirlerde motor testleri gerçekleştirilmiştir. Test sonuçları, hibrit biodizel ilavesi arttıkça biodizelin düşük ısıl değerinden dolayı özgül yakıt tüketiminin arttığını, termal verimin ise bir miktar azaldığını göstermektedir. Hibrit biodizel karışımlarının püskürtme ve yanma başlangıcının dizel yakıta kıyasla daha erken olduğu, tutuşma gecikmesi değerlerinin ise tüm test yakıtları için birbirine yakın olduğu görülmektedir. Dizel yakıta hibrit biodizel ilavesi arttıkça NOx emisyonlarının bir miktar arttığı görülmektedir. HB10 yakıtının is emisyonları bir miktar düşerken, HB30 yakıtının ise is emisyonu artmıştır. HB10 yakıtının özellikle motorun maksimum momentinin elde edildiği devir olan 2400 rpm'de ve yüksek yüklerde çalışma koşullarında hem düşük emisyon hem de yüksek performans çıkışı sağladığı görülmüştür.

Abstract:
Today, with the gradual decrease of fossil fuel sources and the increase in environmental awareness, the search for alternative fuels and scientific studies in this field have accelerated. It is thought that biodiesel, which can be produced from many different vegetable and animal oils, has the potential to be used as an alternative fuel for diesel engines. Considering the environmental damage and disposal costs of animal waste oils, it seems attractive to convert these oils into biodiesel. However, studies show that the cold flow properties of biodiesel obtained from animal fats are weaker than biodiesel obtained from vegetable oils. In this context, in this study, hybrid biodiesel was produced by transesterification method from a mixture of leather industry waste oil from leather processing plants and canola oil and it was observed that the cold flow properties of the biodiesel obtained in this way were better than the biodiesel obtained from only leather industry waste oil.Then in order to determine its effect on diesel engine characteristics, hybrid biodiesel was mixed with petroleum-based diesel fuel (HB0) at 10% and 30% by volume, respectively HB10 and HB30 diesel-hybrid biodiesel fuel mixtures were prepared and engine tests were carried out in a single-cylinder diesel engine at different loads and speeds. The test results show that as the hybrid biodiesel addition increases, the specific fuel consumption increasesdue to the low calorific value of the biodiesel, while the thermal efficiency decreases slightly. It is seen that the initiation of injection and combustion of hybrid biodiesel mixtures is earlier than diesel fuel, and the ignition delay values are close to each other for all test fuels.  It is observed that NOx emissions slightly increase as the hybrid biodiesel addition to diesel fuel increases. While the soot emissions of HB10 fuel decreased slightly, that of HB30 fuel increased. It has been observed that HB10 fuel provides both low emission and high performance output especially at 2400 rpm, which is the speed at which the maximum torque of the engine is obtained, and under high loads.