Otto motorlarında kısmi yük şartlarında ek yakıt olarak hidrojen kullanımının emisyonlar ve performans üzerindeki etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of using hydrogen as supplementary fuel in otto engines under partial load conditions on emissions and performance
Yazar: ERMAN GENÇ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. TARKAN SANDALCI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Alternatif yakıtlar = Alternative fuels ; Emisyon = Emission ; Hidrojen = Hydrogen ; Performans = Performance ; İçten yanmalı motorlar = Internal combustion engines

Özet:
Bu çalışma Makine Mühendisliği Enerji Yüksek Lisans Programı Bitirme Tezi olarak yapılmıştır. Bu tez günümüzde alternatif bir yakıt olarak ön plana çıkan hidrojen ve hidrojen katkılı fosil yakıtların incelenmesi ve bir deney motoru üzerinde hidrojenin ek yakıt olarak benzinle beraber kullanılmasının motor emisyon ve performansına etkilerinin deneysel olarak irdelenmesi ve analiz edilmesi üzerine yapılmış bir araştırma ve uygulama tezidir.Bu tez çalışmasında ilk olarak hidrojenin yakıt olarak özellikleri hakkında kısa bir bilgi verilerek neden alternatif bir yakıt olarak ön plana çıktığı açıklanmaya çalışılmıştır. Hidrojenin içten yanmalı motorlarda kullanım alanları ve uygulamaları hakkında örneklerden bahsedilmiştir. Sonraki kısımda ise hidrojenin ek yakıt olarak kullanılmasının avantaj ve dezavantajları üzerinde durulmuştur ve bunu takiben bu konuda önceden yapılmış çalışmalardan örnekler verilmiştir. Uygulama kısmında ise kullanılan içten yanmalı motorun özelliklerinden ve deney düzeneğinden kısaca bahsedildikten sonra deneyin uygulanış aşamaları anlatılmıştır. Hidrojen içten yanmalı motora ek yakıt olarak sırasıyla rölanti ve kısmi yük şartlarında gönderilerek deneylerin gerçekleştirilmesi sonucu emisyon ve performans verilerinin toplanması ve verilerin irdelenmesi üzerinde durulmuştur. Hidrojenin üretimi motor dışı bir güç kanyağı ve motorun alternatörü ayrı ayrı deneylerde kullanılarak gerçekleştirilmiş ve bu iki kaynağın uygulamalara etkisi incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. Daha sonra veriler bilgisayarda saklanmış ve ?MICROSOFT EXCEL? programında kullanılarak grafiklere dökülmüştür. Grafiklerdeki veriler ışığında ek yakıt hidrojenin rölanti ve kısmi yük şartlarında kullanımı sonucu ortaya çıkan emisyonlar ve elde edilen performans değerlerinden sonuçlar çıkarılmıştır. Kısacası bu tez çalışmasında içten yanmalı motorlarda ek yakıt olarak hidrojenin kullanılmasının ortaya çıkardığı emisyon ve performans değerleri deneysel olarak incelenmiş ve sonuçlar irdelenmiştir.

Abstract:
This study was conducted as a Mechanical Engineering Energy Master?s Degree thesis. This thesis is an research and experimential thesis which was made to study hydrogen and hydrogen added fuels which are gaining importance in today?s world as alternative fuel solutions and to experimentally study and analize the effects of using hydrogen as supplementary fuel with gasoline in a test engine on engine performance and emissions.In this thesis first of all basic information on hydrogen as a fuel was given and its importance as an alternative fuel was explained. Hydrogen?s areas of use and applications in internal combustion engines were explained with examples. Advantages and disadvantages of using hydrogen as a supplementary fuel were inspected and studies made on this topic previously were given as examples for comparison. In the experiment part of the thesis, test setup and the internal combustion engine used in the experimentation were introduced and after these, experiment was explained step by step. Experiments were done by introducing hydrogen into the engine as a supplementary fuel at idle and partial load conditions and afterwards data on emissions and performance were collected and studied. Production of hydrogen was conducted by using an external power source and engine?s alternator on seperate experiments and effect of these two sources to experiments were inspected and compared to each other. Later on the collected data was stored in digital environment and graphs were drawn out of the data by using the software `MICROSOFT EXCEL?. Conclusions were made on the data collected on emissions and performance with the help of these graphs. In short, in this thesis effects of using hydrogen as a supplementary fuel in internal combustion engines on emissions and performance were experimentally taken into study and the results were evaluated.