Atık yemeklik yağ biyodizelinin motor performans, emisyon ve yanma parametrelerine etkilerinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of the effects of waste cooking oil biodiesel on engine performance, emission and combustion parameters
Yazar: ENVER DEMİR
Danışman: DOÇ. DR. İLKER ÖRS
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering
Dizin: Atık yağlar = Waste oils ; Biyodizel = Biodiesel ; Egzoz emisyonları = Exhaust emissions ; Enjeksiyon avansı = Injection advance ; Enjeksiyon basıncı = Injection pressure ; Motor performansı = Motor performance ; Yanma = Combustion

Özet:
Atık yemeklik yağların doğaya en az zararla bertaraf edilmesi pek çok ülke için önemli bir sorundur. Atık yemeklik yağların değerlendirilmesi yollarından birisi dizel yakıtı olarak kullanılmasıdır. Bu sayede hem yakıt hammadde maliyetinin azalması hem de atık yemeklik yağın çevresel etkilerinin azaltılması sağlanır. Bu çalışmada, atık yemeklik yağın yakıt olarak kullanımı transesterifikasyon yöntemi ile biyodizele dönüştürülerek sağlanmıştır. Yüksek yoğunluk ve viskozite nedeni ile sahip olduğu olumsuz termofiziksel özellikleri, enjektör püskürtme basıncının artırılması ile iyileştirilmiştir. Ayrıca motor torku olarak en iyi püskürtme avansı değeri tespit edilerek yanma karakteristikleri iyileştirilmiştir. Biyodizelin farklı püskürtme basıncı ve avansındaki motor performansı, yanma karakteristikleri ve egzoz emisyon parametreleri üzerine etkileri üç silindirli, doğal emişli direkt enjeksiyonlu bir dizel motorda incelenmiştir. Sonuç olarak, hem püskürtme basıncının hem de avansın artması tutuşma gecikmesi, yanma süresi ve maksimum basıncın elde edildiği krank açısı gibi yanma karakteristiklerini olumlu etkilemiştir. Püskürtme basıncının artması ile standart motor parametrelerinde biyodizel kullanımına göre özgül yakıt tüketimi %6,74 ve termik verim %10,14 iyileşmiştir. Bununla birlikte, egzoz emisyon verilerinde ise püskürtme avansının etkisi daha çok olmuştur. CO, HC ve duman koyuluğu emisyonlarında sırası ile %7,92, %5,79 ve %3,14 ekstra azalma belirlenmiştir. Daha iyi yanma verimi yanma sonu sıcaklığı artırdığı için NOx emisyonlarında %15,66'ya kadar bir artış gözlemlenmiştir. Elde edilen bu sonuçların sebeplerini ortaya koymak amacı ile egzoz gaz sıcaklığı, O2 emisyonu ve lambda değerleri de incelenmiştir.

Abstract:
Disposal of waste cooking oil with minimum damage to nature is an important problem for many countries. One of the ways to utilize waste cooking oil is to use it as diesel fuel. In this way, both the cost of fuel raw materials is reduced and the environmental impact of waste cooking oil is reduced. In this study, waste cooking oil was used as fuel by converting it into biodiesel by transesterification method. Its unfavourable thermophysical characteristics due to high density and viscosity were improved by increasing the injector injection pressure. In addition, the best injection advance value was determined according to engine torque. Thus combustion characteristics were improved. The effects of biodiesel on engine performance, combustion characteristics and exhaust emission parameters at different injection pressure and advance were investigated in a three-cylinder, naturally aspirated, direct injection diesel engine. As a result, increasing both injection pressure and advance positively affected combustion characteristics such as ignition delay, combustion duration and crank angle at which maximum pressure was achieved. Specific fuel consumption improved by 6.74% and thermal efficiency by 10.14% with increasing injection pressure according to the use of biodiesel at standard engine parameters. However, in the exhaust emission data, the effect of injection advance was more significant. CO, HC and smoke opacity emissions decreased by 7.92%, 5.79% and 3.14% respectively. Since better combustion efficiency increases the end of combustion temperature, an increase of up to 15.66% in NOx emissions was observed. Exhaust gas temperature, O2 emission and lambda values were also analysed in order to reveal the reasons for these results.