Bir dizel motorunda biyodizelin ve biyodizel-dizel yakıtı karışımlarının kullanılmasının yanmaya, motor performansına ve eksoz emisyonlarına etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of the using biodiesel and  biodiesel-diesel fuel blends on combustion, engine performance, and exhaust emissions in a diesel engine
Yazar: CAHİT SOYSAL
Danışman: PROF. DR. ZEHRA ŞAHİN
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Biyodizel = Biodiesel ; Dizel motorlar = Diesel engines ; Egzoz emisyonları = Exhaust emissions ; Motor performansı = Motor performance ; Yanma = Combustion

Özet:
Sunulan çalışmada; ilk olarak, rafine mısır yağından transesterifikasyon yöntemiyle biyodizel üretilmiştir. Ardından; üretilen biyodizelin, bir dizel motorunda saf olarak ve biyodizel/dizel yakıtı karışımları şeklinde kullanılmasının yanma, motor performansı, enerji dengesi ve eksoz emisyonları üzerindeki etkileri bir deney motorunda deneysel olarak incelenmiştir. Deneyler; saf dizel yakıtı, saf biyodizel ve %(5, 10, 15, 20, 50; hacimsel) gibi 5 farklı biyodizel/dizel yakıtı karışımları için tam gaz kolu konumunda, 9 farklı devir sayısında gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın sonunda; biyodizel kullanımının, döndürme momentini, efektif gücü ve efektif verimi biraz azalttığı, özgül yakıt tüketimini ise önemli ölçüde arttırdığı belirlenmiştir. Biyodizelin, özgül yakıt tüketimini ortalama %(3-20) oranlarında arttırdığı, buna karşın CO ve is emisyonlarını önemli ölçüde azalttığı, HC emisyonlarını ve CO2'yi ise arttırdığı görülmüştür. Örneğin; 2000 d/dak'da; CO ve is emisyonlarında ortalama %36.33 ve %37.04 oranlarında azalmalar ve HC'lerde ise ortalama %3.7 oranında artış belirlenmiştir. Yanma süreleri, genel olarak %(10-15) biyodizel oranlarına kadar artmış, ancak bu oranlardan sonra ise azalmaya başlamıştır. Sonuç olarak; deneylerde kullanılan deney motoru için %20 biyodizel/dizel yakıtı karışımının en iyi karışım oranı olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
In the present study; firstly, biodiesel was produced by the transesterification method from refined corn oil. After the biodiesel production, the effects of the using neat biodiesel and different biodiesel/diesel fuel blends on combustion, engine performance, energy balance and exhaust emissions were experimentally investigated in a test diesel engine. Experiments were carried out for neat diesel fuel, neat biodiesel, and five different BDFBs such as (5, 10, 15, 20, 50; v/v) % under full load and at nine engine speeds. At the end of this study; it has been determined that using of biodiesel slightly reduces the torque, effective power, and effective efficiency, but it increases significantly the specific fuel consumption. It has been observed that using of biodiesel increases the biodiesel/diesel fuel blends by an average of 3-20%. However, it has been determined that using of biodiesel significantly reduces CO and soot emissions, and increases HC emissions and CO2. For example; at 2000 rpm, it has been determined an average of 36.33% and 37.04% reductions in CO and soot emissions, and an average of 3.7% increase in HC emissions. Combustion duration values generally increase up to (10-15)% biodiesel ratios, and after these ratios, they start to decrease. At the end of this study, it has been determined that 20% biodiesel/diesel fuel blend is the best mixing ratio for the test engine used at the experiments.