Dizel ve biyodizel yakıtının bir dizel motorundaki silindir içi basınç değişimine bağlı ısı yayınımının incelenmesi
Investigation of heat release rate calculated from cylinder pressure of a diesel engine running on diesel and biodiesel fuel
Yazar: SARPER ÖZKAYNAK
Danışman: PROF. DR. HAKAN KALELİ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
İçten yanmalı motorlarda, deneysel olarak ölçülen basınç verileri ile yanma prosesinin incelenmesi oldukça yaygın bir yöntemdir. Bu yöntemde kullanılan metodların çoğu ise termodinamiğin birinci yasasının içten yanmalı motorlara uygulanmasına dayanmaktadır. Bu metot ile yapılan inceleme, motor geometrisinde yapılan değişikliklerin motor performansına etkileri, farklı yakıtların performans ve egzos emsiyonları üzerindeki etkileri, yakıt enjeksiyon sistemi ve motor çalışma şartları hakkında önemli bilgiler vermektedir.Yapılan bu çalışmanın amacı, dizel motor test düzeneği kurulması, dizel motorlardaki ortaya konulan ısı yayınım modellerinin incelenmesi, dizel ve çeşitli biyodizel yakıtları ile çalışan motordaki ısı yayınımlarının karşılaştırılması, motor performans ve egzost emisyon deneylerinin yapılmasıdır. Deneyler normal dizel, biyodizel ve dizel-biyodizel yakıt karışımları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Motorlardan alınan deneysel basınç verileri MATLAB programında yazılan bir ısı yayınımı programı ile işlenmiş ve çıktılar karşılaştırılmıştır.Sonuç olarak yakıt içerisindeki biyodizel yüzdesinin artmasıyla yakıt yanmaya daha erken başlamakta ve ısı yayınımında en yüksek noktasına daha erken ulaşmaktadır. Bu yüzden toplam ısı yayınımı düşük kalmakta bu durum da güçteki düşüşe sebep olmaktadır. Ayrıca biyodizel yüzdesinin artmasıyla CO, CO2 ve THC emisyonlarında iyileşme sağlandığı tespit edilmiş fakat NOx emisyonlarında artış gözlemlenmiştir. Bu testlerin yapılabilmesi için tamamen bilgisayar kontrollü bir dizel motor test düzeneği geliştirilmiştir.

Abstract:
Investigating combustion processes in internal combustion engines by using experimentally measured in-cylinder pressure data is a very common technique. The methods used for this procedure is mostly based on the application of First Law of Thermodynamics on internal combustion engines. This type of investigation gives important information about the effects of geometrical improvements on engine performance, impacts of different kinds of alternative fuels on engine performance and exhaust emissions, fuel injection strategies and engine running conditions.The main aim of this thesis is investigating heat release models and comparing the performance and heat release rates of a diesel engine running on biodiesel blends. Experiments were concluded on a direct injection air cooled diesel engine with normal diesel fuel and waste oil biodiesel. The data acquired from the test rig are processed by a computer program written with MATLAB and output data are compared.For results, with the increasing percentage of biodiesel, it can be said that fuel burns earlier and reaches the maximum heat release earlier. For this reason total heat release becomes lower and this causes a drop in engine power. Furthermore, with the increasing biodiesel percentage CO, CO2 and THC emissions become lower but NOx levels increases. On the other hand a fully computer controlled diesel engine test rig was set up in order to make the tests.