Biyoyakıt kullanan bir dizel motor için enerji ve ekserji analizi üzerine bir deneysel çalışma
An experimental study on energy and exergy analysis for a diesel engine using bio-fuel
Yazar: BAHAR SAYIN
Danışman: DOÇ. DR. ALİ KAHRAMAN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada tek silindirli, su soğutmalı bir dizel motor için enerji ve ekserji analizleri yapılmıştır. Motorun 1000 dev/dk ile 3000 dev/dk arasında 200 dev/dk aralıklarla on iki farklı devir sayısı için dört farklı yakıtla çalıştırılması durumunda analizler gerçekleştirilmiştir. Yakıt olarak %5 biyoetanole farklı oranlarda dizel ve biyodizelin karıştırılması ile hazırlanan ve kısaca sırasıyla D92B3E5 (%92 dizel, %3 biyodizel ve %5 biyoetanol), D85B10E5 (%85 dizel, %10 biyodizel ve %5 biyoetanol), D80B15E5 (%80 dizel, %15 biyodizel ve %5 biyoetanol), D75B20E5 (%75 dizel, %20 biyodizel ve %5 biyoetanol) şeklinde ifade edilen yakıtlar kullanılmıştır. Motorun bu yakıtlarla çalıştırılmasının enerji ve ekserji analizi parametrelerine etkisi araştırılmıştır. Motorun D100 (%100 dizel) yakıtıyla çalıştırılması durumunda elde edilen veriler referans alınarak tüm sonuçlar karşılaştırılmıştır.
Çalışma sonucunda maksimum termal verim D100 yakıtı için 1500 dev/dk'da % 31.42 olarak, D92B3E5, D85B10E5, D80B15E5, D75B20E5 yakıtları için 1400 dev/dk'da sırasıyla  % 28.68, % 28.1, % 28, % 27.18 olarak hesaplanmıştır. Ekserjetik verim değerleri ise yine aynı yakıtlar için sırasıyla % 29.38, % 26.8, % 26.33, % 26.15, % 25.38 olarak elde edilmiştir. Maksimum gücün elde edildiği devir sayısı olan 2800 dev/dk'da ise termal verim % 27.62, % 26.15, % 25.45, % 25.02, % 24.13 olarak bulunurken ekserjetik verim % 25.82,% 24.44,% 23.85, % 23.37, % 22.53 olarak hesap edilmiştir. Analizler sonucunda D100 yakıtının diğer yakıt numunelerine göre daha yüksek termal verime ve ekserjetik verime sahip olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this study, energy and exergy analysis were performed for a single cylinder, water-cooled diesel engine. Each experiment was performed at twelve different engine speed between 1000 rev/min and 3000 rev/min at 200 rev/min intervals in the case of operating four different fuel. The fuels prepared by mixing 5% of bioethanol and biodiesel and diesel in different proportions as a volume were used.  These fuels were shown as briefly D92B3E5 (%92 diesel, %3 biodiesel ve %5 bioethanol), D85B10E5 (%85 diesel, %10 biodiesel ve %5 bioethanol), D80B15E5 (%80 diesel, %15 biodiesel ve %5 bioethanol), D75B20E5 (%75 diesel, %20 biodiesel ve %5 bioethanol). The effect of blended fuels on energy and exergy analysis was investigated. All the results for diesel, biodiesel and bioethanol blends were compared with the results which were obtained in the case of operating the engine with D100 reference fuel.  
Maximum thermal efficiency were obtained as % 31.42 for D100 at 1500 rev/min, % 28.68, % 28.01, % 28, % 27.18 for D92B3E5, D85B10E5, D80B15E5, D75B20E5 at 1400 rev/min respectively. Maximum exergetic efficiencies were also obtained as % 29.38, % 26.8, % 26.33, % 26.15, % 25.38 for the same fuels respectively. Exergetic efficiencies were calculated as % 25.82, % 24.44, % 23.85, % 23.37, % 22.53 when thermal efficiencies were calculated respectively as % 27.62, % 26.15, % 25.45, % 25.02, % 24.13 for D100, D92B3E5, D85B10E5, D80B15E5, D75B20E5 at 2800 rev/min which was maximum engine speed. As a result of analysis, it was seen that D100 fuel had higher thermal efficiency and exergetic efficiency than others.