Dizel motora izopropanol ilavesinin performans ve çevre kirliliğine etkisi
Effect of adding isopropanol to a diesel engine on performance and environmental pollution
Yazar: MAHMUT SAMİ YILMAZ
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA BAHATTİN ÇELİK
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Dizel motorlarda kirletici miktarını azaltmak amacıyla alkoller, doğal gaz ve LPG gibi alternatif yakıtlar kullanılmaktadır. Alkollerin yapısında oksijen bulunması, C/H oranının düşük olması, buharlaşma ısısının yüksek olması nedeniyle emisyonlar üzerinde olumlu etkisi vardır.  

Bu çalışmada dizel yakıtı-izopropanol karışımlarının motor parametrelerine etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Testlerde direkt püskürtmeli, tek silindirli, 4 zamanlı bir motor kullanılmıştır. Karışım yakıtları; dizel yakıtına %10, %20 ve %30 oranlarında izopropanol eklenmesiyle elde edilmiştir. Yapılan test sonuçlarına göre; tüm yüklerde İ10, İ20 ve İ30 yakıtlarının ÖYT değerleri dizel yakıtına göre daha yüksek çıkmıştır. İ30 yakıtı dizel yakıtına göre ÖYT değerlerinde ortalama %10 artış göstermiştir. Yakıtlar içerisinde en yüksek efektif verim değeri İ10 yakıtıyla elde edilmiştir. İ10 efektif verimi dizel yakıtı ile kıyaslandığında ortalama %1 daha  
yüksek çıkmıştır. Dizel motorda izopropanol kullanımı ile çevre kirliliğine neden olan emisyon değerlerinde iyileşme gözlenmiştir. Karışımdaki izopropanol miktarının artmasına paralel olarak NOx, is ve CO emisyonunda azalmalar elde edilmiştir. İ30 yakıtlı çalışmada dizel yakıta göre NOx emisyonu %28, is emisyonu %20 ve CO emisyonu %18 daha düşük çıkmıştır. Yakıtlar içerisinde HC emisyonu bakımından en iyi performans gösteren yakıt İ10 yakıtıdır. Tüm yükler için İ10 yakıtı D100 yakıtına göre HC emisyonu bakımından ortalama %12 daha düşük sonuç vermiştir.

Abstract:
Alternative fuels such as alcohols, natural gas and LPG are used in diesel engines to reduce the number of pollutants. Alcohols have a positive effect on emissions due to the presence of oxygen in their structure, low C/H ratio, and high evaporation heat.

In this study, the effects of diesel fuel-isopropanol mixtures on engine parameters were examined experimentally. A direct injection, single cylinder, 4-stroke engine was used in the tests. Mixed fuels were obtained by adding 10%, 20% and 30% isopropanol to diesel fuel. According to the test results, at all loads, SFC values of İ10, İ20 and İ30 fuels were higher than diesel fuel. İ30 fuel showed an average of 10% increase in SFC values compared to diesel fuel. Among the fuels, the highest effective efficiency value was obtained with İ10 fuel. İ10 fuel effective efficiency was 1% higher on average when compared to diesel fuel. With the use of isopropanol in the diesel engine, an improvement in the emission values that cause environmental  
pollution has been observed. In parallel with the increase in the amount of isopropanol in the mixture, decreases in NOx, soot and CO emissions were obtained. In İ30 fuel operation compared to diesel fuel, NOx emissions are 28% lower, soot emissions are 20% lower and CO emissions are 18% lower. Among the fuels, the best performing fuel in terms of HC emissions is İ10 fuel. For all loads, İ10 fuel resulted in an average of 12% lower HC emissions than D100 fuel.