Biyodizele farklı türde nanopartiküller eklenmesinin dizel motor performansı ve emisyonlarına etkisi
The effect of adding different kinds of nanoparticles to biodiesel engine performance and emissions
Yazar: ONUR KAYA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SÜLEYMAN ŞİMŞEK
İstanbul Aydın Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Aspir yağı = Safflower oil ; Atık yağlar = Waste oils ; Biyodizel = Biodiesel ; Egzoz emisyonları = Exhaust emissions ; Kanola yağı = Canola oil ; Motor performansı = Motor performance ; Nanopartiküller = Nanoparticles

Özet:
Son yıllarda dizel araçların kullanım alanı çok genişlemektedir ve bu araçlar bilindiği gibi petrol yakıtları kullanmaktadırlar. Petrol yakıtlarının doğaya, ozon tabakasına verdiği zararı herkes tarafından bilinmektedir. Petrol yakıtlarının kullanımın bu kadar geniş bir kullanım oranına sahip olması geçmişten bugüne kadar güçlü pazarlamasının yapılması ve aynı zamanda alternatif yakıtların yeterince istikrar gösterememesinin sonucudur. Özellikle son 30 yıldır bilim adamları yenilebilir ve alternatif yakıtlar hakkında araştırmalar yapmaktadırlar. Günümüzde ise endüstrileşmeyle beraber yağ sektöründeki mahsullere duyulan ilgi gün geçtikçe artmaktadır. Yağ sektöründeki ürünler, kullanım koşullarına ve gelişme ortamlarındaki durumlara bağlı olarak aynı zamanda kimyasal ve fiziksel değişimleri nedeniyle kullanım ömrünü kaybetmektedir. Bu çalışmada biyodizel kanola, aspir ve atık yağlardan elde edilen biyodizel ve nanoparçacıklar olarak C140H42O20 (Grafen oksit), TiO2 (Titanyum dioksit) kullanılmıştır.
Biyodizel üretimi ülkemiz de hem ekonomik olarak hem de tarım üretiminde faydalar sağlamaktadır. Petrol yüzünden dışa bağımlılığımız sürdürülmektedir, lakin biyodizel üretiminde yapılan ürünler hem yurtdışına ihracatı yapılabilir hem de tarımın genişlemesi çiftçinin ek gelir kaynağının yaranması gibi faydaları vardır.
Deneylerde, BD0 (100% Dizel), B30G50 (30% Biyodizel, 70% Dizel, 50 mg Grafen oksit), B30T50 (30% Biyodizel, 70% Dizel, 50 mg Titanyum dioksit) testleri gerçekleştirilmiştir. Motorda yakıtlar sırasıyla 500W, 1000W, 1500W, 2000W, 2500W, 3000W yüklerde deneyleri yapılmıştır.
Deneyler sonucunda elde edilen veriler, egzoz emisyon sonuçları ve motor performansı grafiksel ve yüzdesel olarak çıkarılmıştır. BD30G50 yakıtı ile çalışan motorda, BD0 yakıtına göre hidrokarbon (HC) ve azot oksit (NOx) emisyonlarında azalma, karbondioksit (CO2) ve karbonmonoksitte (CO) ise artma tespit edilmiştir. Diğer bir deneyde ise BD30T50 yakıtı ile çalışan motorda, BD0 yakıtına göre hidrokarbon (HC) ve azot oksit (NOx) emisyonlarında azalma, karbondioksit (CO2) ve karbonmonoksitte (CO) ise artma tespit edilmiştir.

Abstract:
In recent years, the usage area of diesel vehicles has expanded a lot and these vehicles use petroleum fuels as it is known. The damage of petroleum fuels to nature and ozone layer is known by everyone. The fact that the use of petroleum fuels has such a wide usage rate is the result of strong marketing from the past to the present and at the same time the inability of alternative fuels to show sufficient stability. Especially for the last 30 years, scientists have been doing research on edible and alternative fuels. Today, with the industrialization, the interest in the products in the oil sector is increasing day by day. Products in the oil sector lose their useful life due to chemical and physical changes, depending on the conditions of use and development environments. In this study, C140H42O20 (Graphene oxide), TiO2 (Titanium dioxide) were used as biodiesel and nanoparticles obtained from biodiesel canola, safflower and waste oils.
Biodiesel production provides benefits both economically and in agricultural production in our country. Our dependence on foreign oil continues, but the products made in biodiesel production can be exported abroad and there are benefits such as the expansion of agriculture and the creation of an additional income source for the farmer.
In the experiments, BD0 (100% Diesel), B30G50 (30% Biodiesel, 70% Diesel, 50 mg Graphene oxide), B30T50 (30% Biodiesel, 70% Diesel, 50 mg Titanium dioxide) tests were carried out. The fuels in the engine were tested at 500W, 1000W, 1500W, 2000W, 2500W, 3000W loads, respectively.
The data obtained as a result of the experiments, the exhaust emission results and the engine performance are graphically and in percentage. In the engine running with BD30G50 fuel, a decrease in hydrocarbon (HC) and nitrogen oxide (NOx) emissions, and an increase in carbon dioxide (CO2) and carbon monoxide (CO) were detected compared to BD0 fuel. In another experiment, a decrease in hydrocarbon (HC) and nitrogen oxide (NOx) emissions, and an increase in carbon dioxide (CO2) and carbon monoxide (CO) were detected in the engine operating with BD30T50 fuel, compared to BD0 fuel.