Taşıtlarda LNG kullanımının deneysel araştırılması
Experiment investigation of using LNG in vehicles
Yazar: MEHMET ALİ BEKTUR
Danışman: DOÇ. DR. NAFİZ KAHRAMAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Alternatif yakıtlar = Alternative fuels ; Doğal gazlı motorlar = Natural gas engines ; LNG = Liquefied natural gas ; Yalıtım = Insulation

Özet:
Günümüzde, içten yanmalı motorlarda kullanılan petrol ürünlerinin hızla tükenmekte olması ve bu yakıtların yanması sonucu oluşan zararlı egzoz gazlarının çevreyi kirletmeleri alternatif yakıt arayışlarını hızlandırmıştır.Bir içten yanmalı motorlarda kullanılacak yakıtın kolay buharlaşabilen, hava ile kolay karışabilen, birim hacminden yüksek enerji sağlanabilen, kolay tutuşabilir ve dünyanın her yerinde kolay bulunabilir özellikte olması gerekir. Fosil esaslı sıvı hidrokarbon yakıtlar (petrol) bu özelliklerin hemen hemen hepsine sahiptir. Bu nedenle en önemli petrol ürünleri olan dizel ve benzin yakıtları motorlar icat edildiğinden beri hemen hemen rakipsiz kalmışlardır. Bununla birlikte petrol rezervleri sınırlıdır ve yeryüzüne dengeli dağılmamıştır. Ayrıca bunların aşırı kullanımı çeşitli bölgesel hava değişimlerine, çevre kirliliğine ve potansiyel iklim değişikliklerine sebep olarak görülmektedir. Dizel ve benzinin yakıt olarak kullanılmaya başlamasından beri motorlu taşıtlarda birçok alternatif yakıt denenmiştir. Çoğu yanmaya bağlı olarak motorin ve benzinden daha düşük emisyon oranları vermiştir. Ancak yeterli rezervlerin olmaması ve üretim maliyetlerinin yüksek olması nedeniyle pazar bulamamıştır. Günümüzde çok az alternatif yakıt ticari anlamda kullanılabilmektedir.Taşıtlarda fosil yakıt kullanımının neden olduğu hava kirliliği ve petrol fiyatlarındaki aşırı artış taşıtlarda alternatif yakıt kullanımını zorunlu kılmaktadır. Her ne kadar fosil yakıtolmakla birlikte gaz halinde yakıt olan doğalgazın benzin ve dizele göre daha temiz olması ve rezervlerinin petrole göre fazla olması önemli bir alternatif yakıt olmasına neden olmaktadır.Ancak doğalgazın CNG olarak depolanması bir takım problemlere neden olmaktadır. Bu problemlerden en önemlisi özellikle otomobil gibi küçük taşıtlarda 200 bar basınca dayanıklı tankların hem hacimce küçük olması hem de ağır olmasıdır. Bu nedenle CNG ile çalışan araçların menzil mesafeleri tank hacmine bağlı olarak değişmekle birlikte yaklaşık 150km ile sınırlıdır.Hâlbuki aynı tank hacmine Doğalgazın LNG olarak depolanması tankın ağırlığının azalmasına neden olacağı gibi menzil mesafesinin de benzinli araçlarınkine yaklaşacağı öngörülmektedir.Bu çalışmada alternatif bir yakıt olan sıvılaştırılmış doğalgazın (LNG) sahip olduğu özellikler ve içten yanmalı motorlarda kullanılabilirliği üzerinde durulmuştur. Erciyes Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Motorlar laboratuarında 105 BG gücünde (77 kw) FORD marka 1800 cc hacimli ve EGR sistemi mevcut deney motorunda LNG kullanımı testi yapılmıştır. Laboratuarda mevcut Cussons Marka test cihazı ile yakıt tüketimi, yük durumu, soğutma suyu giriş-çıkış sıcaklıkları ve motor devri ölçülebilmektedir. SUN MGA 1500 markalı cihazla ise egzoz emisyonları ölçülmüştür.Sonuç olarak LNG bir içten yanmalı motorda alternatif yakıt olarak kullanılabilir.Anahtar Kelimeler : LNG, Alternatif Yakıt, Doğalgazın Depolanması, Vakum İzolasyonu

Abstract:
Nowadays fossil rooted fuels used in the internal combustion engines being exhausted and taking form harmful exhausted gases conclusion of burning these fuels soiling environment have cause to increase investigations about alternative fuels used in the internal combustion engines.If a fuel use in an internal engine, that can be easily evaporate, easily mixed with air, get high energy, easily burn, easily obtain. Liquid hydrocarbon fuels which obtained in fossil (petrol), includes nearly all these properties. Because of this, diesel and benzine which are the famous petrol products raise the first line. By this time, petrol reserves limited and not separated on regularly. And by the extremely usage of these, that causes various local air currents, air pollution and potential climatic currents. Lots of various alternative fuels were attempted since diesel and benzine become a fuel in internal engines. Lots of these alternative fuels get low emissions than diesel and benzine. But that can not found market place because of these limited reserves and higher prices. Nowadays, few of alternative fuels use as a commercial mark.It?s necessary using alternative fuel in vehicles because of high petrol price and air pollution is a result of using fossil fuels in vehicles. Although natural gas is fossil fuel but in gas form is cleaner than petrol and diesel, and has large reserve than petrol. Because of these reasons natural gas becomes an important alternative fuel.Unfortunately, storing the natural gas CNG form brings many problems. The most important problem is especially in small vehicle like cars; 200 bar resistant tanks are heavyand big volume. As a result of this the vehicle?s distance of range which are using CNG is different according to tank volume that is about 150 km.However, storing the natural gas LNG form in the same tank volume, the tank?s weight becomes lower, by the same time distance of range approaches the petrol using vehicles.In this study, we work at the properties of natural gas (LNG) and the usage of natural gas in internal engines. Experiments were studied in Erciyes University, Mechanical Engineering Faculty motor laboratories. Ford brand, 105 Hp, 1800 cc motor was used in experiment. Exhaust emissions was measured in SUN MGA 1500.Finally, LNG can be used in internal combustion engines as an alternative fuel.Key Words : LNG, Alternative Fuel, Storing of Natural Gas, Vacuum Insulation