Biyoetanol ile menengiç biyodizelinin motorinle karışımlarının dizel motorda performans, egzoz emisyonları ve yağlama yağına etkilerinin incelenmesi
Investigation for effects of bioethanol and terebinth biodiesel blends with diesel to performance, exhaust emissions and lubricating oil in diesel engine
Yazar: AYŞE BETÜL BALCI
Danışman: PROF. DR. HAKAN OKYAY MENGEŞ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Enerji = Energy ; Ziraat = Agriculture
Dizin: Biyokütle enerjisi = Biomass energy ; Yenilenebilir enerji kaynakları = Renewable energy resources

Özet:
Bu çalışmada, alternatif yakıt olarak menengiç yağından transesterifikasyon yöntemi ile üretilen  menengiç metil esteri (biyodizel), motorin ve biyoetanol yakıtlarıyla hacimsel olarak farklı oranlarda karıştırılmış (E-B1-M1: % 2.5 biyoetanol + % 2.5 biyodizel + % 95 motorin,  E-B2-M2: % 2.5 biyoetanol + % 5  biyodizel + % 92.5 motorin,  E-B3-M3: % 2.5 biyoetanol + % 7.5 biyodizel + % 90    motorin)  ve elde edilen biyodizel + motorin + biyoetanol karışım yakıtları,  dört zamanlı ve tek silindirli bir dizel motorda,  motor performans parametreleri (moment, güç, özgül yakıt tüketimi, saatlik yakıt tüketimi) ve egzoz emisyon değerlerindeki (CO, CO2, HC, O2, SO2, NOx) değişimin belirlenmesi açısından test edilmişlerdir. Motor denemeleri  öncesinde motorin (M100)  ve karışımlarına (E-B1-M1, E-B2-M2, E-B3-M3) ait yakıtların fiziksel ve kimyasal yakıt özellikleri (yoğunluk, kinematik viskozite, parlama noktası, su içeriği, kalori değeri, bakır şerit korozyon, soğuk filtrelenme noktası, bulutlanma ve akma noktaları, setan sayısı, kül mühtevası, asit sayısı, iyot sayısı) belirlenmiş, motor denemeleri ise motorda herhangi bir değişiklik yapılmaksızın gerçekleştirilmiştir. Karışım yakıtlarına ait elde edilen performans ve emisyon değerlerine ait olan veriler motorin (M100) yakıtına ait veriler ile mukayese edilerek karışım yakıtlarının kullanabilirliği araştırılmıştır. Çalışmada ayrıca motorin (M100) ve karışım (E-B1-M1, E-B2-M2, E-B3-M3) yakıtlarının her biri için yapılan 100'er saatlik motor denemelerinde farklı zaman dilimleri (0, 20., 40., 60., 80. ve 100. saat)  için motor yağlama yağından numuneler alınarak aşınma elementi (Al, Fe, Pb, Cu, Cr) analizleri  yapılmış, karışım yakıtları yağlama yağına ait sonuçlar motorin (M100) ile karşılaştırılarak yağlama yağındaki değişimler incelenmiştir. Araştırma sonucunda, karışım yakıtlarına (E-B1-M1 ,E-B2-M2, E-B3-M3)  ait  motor performans değerlerinde motorin (M100) değerlerine kıyasla  azda olsa düşüş ve yükselişlerin meydana geldiği, ayrıca  karışım yakıtları içersinden E-B1-M1 yakıtının dizel yakıtına  daha  yakın sonuçlar verdiği görülmüştür. M100 yakıtına göre E-B1-M1, E-B2-M2 ve E-B3-M3 yakıtlarının tamamında CO, SO2 egzoz emisyon değerlerinde azalma olur iken HC, CO2, O2, NOx emisyonlarında artış olduğu tespit edilmiştir. Motor yağlama yağı açısından ise en iyi sonuç  E-B3-M3 yakıtından alınmıştır.

Abstract:
In this study, methly esther (biodiesel) as an alternative fuel produced from terebinth oil, with the transesterification method, is blend with diesel and bioethanol fuels at different rates volumetrically (E-B-M1: % 2.5 bioethanol + % 2.5 biodiesel + % 95 diesel,  E-B-M2: % 2.5 bioethanol + % 5   biodiesel + % 92.5 diesel,  E-B-M3:% 2.5 bioethanol + % 7.5 biodiesel + % 90 diesel) and blends of the obtained biodiesel + diesel + bioethanol fuels  are tested at four strokes and single cylinder diesel engine  in terms parametres of engine performance  (moment, power, specific fuel consumption, hourly fuel consumption) and determining the changes of exhaust emission values (CO, CO2, HC, O2, SO2, NOx). Before engine testing, the diesel (M100) and  mixtures ( E-B1-M1, E-B2-M2, E-B3-M3 ) the physical and chemical spefication ( intensity, kinematic viscosity, flash point, water content, calorie value, copper strip corrosion, cold filter plunge point, cloud and  pour points, cetane number, ash contents, acid number, iodine number ) are determined, engine testing is also conducted without any modification at the engine. By comparing the data of the performance and emission of the blend diesel with the Diesel ( M100 ) fuel, the usability of  the blend fuels are researched. Furthermore, during  the processes of engine testing ( 100 hours for each )  made for diesel( M100 ) and blends (E-B1-M1, E-B1-M2, E-B3-M3) fuels, samples are taken from engine lubrication  oils for different periods of time (0, 20., 40., 60., 80. and 100. hours)  wear elements (Al, Fe, Pb, Cu, Cr) analysis are investigated. As a result of the research, it has been seen that there are decreases and increases in engine performance values of the blend fuels (E-B1-M1, E-B2-M2, E-B3-M3) also it has been seen that E-B1-M1 fuels giving closer results according to diesel fuels. When compared with M100 fuel, in all E-B1-M1, E-B2-M2, and E-B3-M3 fuels CO, SO2 exhaust emissions are decreased while in HC, CO2, O2, NOx emissions are increased. The best results regarding engine lubrication oil  is performed by the E-B3-M3 fuel.