Çift yakıtlı (Dizel+Hidrojen) bir dizel motorunda enerji ve ekserji analizi
Energy and exergy analysis of a dual fuel (Diesel+Hydrogen) diesel engine
Yazar: MUSTAFA AKAN DERE
Danışman: DOÇ. DR. METİN GÜMÜŞ
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Dizel motorlar = Diesel engines ; Dizel yakıtlar = Diesel fuels ; Ekserji analizi = Exergy analysis ; Enerji analizi = Energy analysis ; Hidrojen = Hydrogen

Özet:
Enerji verimliliği; enerjinin üretimi, iletimi ve tüketimi alanlarında kullanılan teknolojilerde, enerjinin en düşük kayıpla ve en yüksek yarar sağlayacak şekilde kullanımını ifade etmektedir. Ekserji analizi genel olarak proseslerdeki verimsizliklerin enerji analizine nazaran daha iyi tespit edilmesini sağlamaktadır. Bundan dolayı ekserji analizi, enerji kullanım prosesinde önemli gelişmeler meydana getirmek için kullanılan etkin bir yöntemdir.Günümüzde içten yanmalı motorlarda alternatif gaz yakıtların kullanımı çok yaygındır. Hidrojen; temiz, hafif, çevreci, zararsız, dünyada en çok bulunan element olması ve birçok farklı yöntem ile üretilebilmesinden dolayı, içten yanmalı motorlarda alternatif gaz yakıt olarak kullanımı gündeme gelmektedir. Dizel motorlarda, motor yanma verimini artırmak ve oluşan zararlı egzoz emisyonlarını azaltmak amacıyla, hidrojenin dizel yakıtıyla beraber çift yakıt olarak kullanımı araştırılmaktadır.Bu çalışmada farklı oranlardaki dizel ve hidrojen yakıt karışımlarını kullanan bir dizel motorunun enerji ve ekserji analizi yapılmıştır. Çalışmanın 1. Bölümü'nde, diğer alternatif yakıtlara göre hidrojenin içten yanmalı motorlarda kullanımının önemi vurgulanmış, çalışmanın konusu olan dizel ve hidrojen yakıtlarının özelliklerinden bahsedilmiştir. Bölüm 2'de enerji ve ekserji analiziyle ilgili açıklamalarda bulunularak, konu ile ilgili formüller sunulmuştur. Ekserji analizinde, yapılmış deneysel bir çalışmanın verileri referans alınmıştır. Deneyde; dizel ve farklı hidrojen miktarlarından (150 cc, 300 cc, 450 cc, 600 cc dolgu ilaveli) oluşan yakıt karışımları kullanılmıştır. Motorun bir çalışma koşullarındaki deney verilerine bağlı olarak örnek hesaplamalar yapılmıştır.Bölüm 3'te hazırlanan bilgisayar programının sonuçları grafikler halinde sunulmuş, tartışılmış ve değerlendirilmiştir. Bölüm 4'te çalışmanın sonuçları özetlenerek önerilerde bulunulmuştur.Bu çalışmada yapılan enerji ve ekserji analizine göre en iyi sonuçlar 600 cc hidrojen ilaveli dizel dolgulu yakıt karışımının kullanımında elde edilmiştir.

Abstract:
Energy efficiency means using energy with lowest loss and higher benefit in technologies which are used the fields of energy generation, transmission and consumption. In general exergy analysis provides determining of in efficiencies in process more than energy analysis. Therefore exergy analysis is a method used to make significant improvements in energy usage process.Nowadays, the use of alternative gaseous fuels in internal combustion engines are very common. Because hydrogen is clean, lightweight, environmentalist, harmless, is the most common element in the world and can be produced a lot of methods, using hydrogen as an alternative gaseous fuel in internal combustion engines is coming into question. In order to increase the efficiency of engine combustion and reduce harmful exhaust emissions using hydrogen and diesel fuel as a dual fuel is being investigated in diesel engines.In chapter 1, importance of using hydrogen according to other alternative fuels in internal combustion engines is emphasized, characteristics of the diesel and hydrogen fuels which are the aim of study are mentioned.In chapter 2, descriptions of energy and exergy analysis were given, various formulas connected with the subject of the study were shown and calculations were done according as a sample engine running conditions. An experimental study data was taken reference in exergy analysis.In this study, an energy and exergy analysis of a diesel engine which was fuelled with various amounts of diesel and hydrogen blends was done. In experiment, fuel blends which were formed diesel and different amounts of hdyrogen (150 cc, 300 cc, 450 cc, 600 cc filling addition) were used. An experimental study?s data is taken as reference in exergy analysis. In chapter 3, results of computer program were evaluated and presented graphically. In chapter 4, results of the study were summarized and proposed suggestions.According to results which were taken in this study, the best outcomes were obtained using 600 cc hydrojen addition diesel filling fuel blends.