Kenevir yağından elde edilen biyodizelin dizel motor parametrelerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of biodiesel made from hemp oil on diesel engine parameters
Yazar: EMRE CANBAZ
Danışman: DOÇ. DR. SAMET USLU
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Alternatif yakıtlar = Alternative fuels ; Bitkisel yağlar = Plant oils ; Biyodizel = Biodiesel ; Egzoz emisyonları = Exhaust emissions ; Kenevir = Hemp

Özet:
Ülke ekonomileri için enerjinin önemli bir yeri vardır. Enerji ihtiyacı artan nüfusla birlikte her geçen gün artmaktadır. Geçmişte ve günümüzde yaşanan petrol fiyatlarındaki dalgalanmalar, savaşlar, petrol krizleri ve çevresel faktörler sebebiyle yakın zamanda üretilebilir fosil yakıt rezervlerinin tükenebileceği düşünüldüğünde toplulukları yenilenebilir ve çevre dostu olan alternatif bir enerji kaynağına yönlendirmektedir. Söz konusu alternatif enerji kaynaklarından biri olan biyodizel hem hayvansal yağ hem de bitkisel yağdan üretilebilmektedir.
Bu çalışmanın amacı kenevir tohumu yağının buji ateşlemeli bir motorda dizel yakıta alternatif bir enerji kaynağı oluşturarak yakıt olarak kullanmaktır. Kenevir yağının alternatif yakıt olarak kullanılması için dizel yakıta yakınlığı incelenmiştir.
iv
Yapılan çalışmada, kenevir tohumu yağını iki farklı oranda (%10 ve %20) dizel ile karıştırılması ile oluşturulan yakıt karışımları ve dizel olmak üzere üç farklı yakıt (10KB90D, 20KB80D ve Dizel yakıt) kullanılmıştır. Motor deneyleri 500-3000W aralığında çeşitli yüklerde yapılmış olup motor performansı açısından fren efektif verim (FEV) ve fren özgül yakıt tüketimi (FÖYT) incelenmiştir. Egzoz emisyonları ise karbon monoksit (CO), hidrokarbon (HC), karbondioksit (CO2), oksijen (O2), azot oksit bileşenleri (NOX) ve is değişkenlerinin analizi yapılmıştır.
Deneylerde elde edilen motor performans sonuçlara göre 10KB90D ve 20KB80D yakıtları için 500-3000W yükteki değerini göz önüne alırsak. FEV'de yük arttıkça elde edilen verimlerde artışlar gözlemlenmiştir. Verim sürekli olarak artmış olup yük arttıkça artık oranı düşmektedir. FÖYT ise eklenen biyodizelin ısıl değerinin düşük olmasından dolayı FÖYT sürekli artmıştır. Yükün artışından dolayı da bir önceki yüke oranla FÖYT daha yükselmiştir. Deneylerde elde edilen egzoz emisyonlarında ise CO ilk yüklerde azalırken daha sonra artış yapıp maksimum yükte ise bir önceki yüklere oranla düşmüştür. HC emisyonunda ise emisyon değerlerinde sürekli azalmalar mevcuttur. NOX emisyonunda ise HC emisyonunda olduğu gibi sürekli olarak düşüşler incelenmiştir ve is emisyonunda ise içerisinde O2 bulunmasından dolayı yük arttıkça is emisyonunda azalmalar gözlenmiştir. Ayrıca CO2 miktarında çeşitli yüklerde artışlar ve azalışlar mevcuttur, düşük yükte artış olurken orta yüklerde azalış olup yüksek yüklerde tekrar artışa geçmiştir. O2 miktarında da genel olarak bir düşüş gözlemlenmiştir. Bu düşüş yük arttıkça yükselmektedir.

Abstract:
Energy has an important place for national economies. The need for energy is increasing day by day with the increasing population. Considering that producible fossil fuel reserves may be depleted in the near future due to fluctuations in oil prices in the past and present, wars, oil crises and environmental factors, it directs communities to an alternative energy source that is renewable and environmentally friendly. Biodiesel, which is one of the alternative energy sources in question, can be produced from both animal fat and vegetable oil.
The aim of this study is to use biodiesel obtained from hemp seed oil as a fuel by creating an alternative energy source to diesel fuel in a spark ignition engine. For the use of hemp oil as an alternative fuel, its proximity to diesel fuel has been investigated.
In this study, three different fuels (10KB90D, 20KB80D and 100%Diesel) were used, namely fuel mixtures created by mixing hemp seed oil with diesel oil in two different ratios (10% and 20%). Engine tests were carried out at different loads in the range of 500Watt-3000Watt, and brake thermal efficiency (BTE) and brake specific fuel consumption (BSFC) were examined in terms of engine performance. Exhaust emissions, on the other hand, were analyzed for carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC), carbon dioxide (CO2), oxygen (O2), nitrous oxide (NOX) and smoke variables.
According to the engine performance results obtained in the experiments, if we consider the value at 500-3000W load for 10KB90D and 20KB80D fuels. As the load increased in BTE, an increase in the efficiency was observed. The efficiency has increased continuously and the residual rate decreases as the load increases. On the other hand, BSFC increased continuously due to the low calorific value of the added biodiesel. Due to the increase in the load, the BSFC has increased compared to the previous load. In the exhaust emissions obtained in the experiments, while the CO decreased at the first loads, it increased later on and decreased at the maximum load compared to the previous loads. In HC emission, there are continuous decreases in emission values. In NOX emission, as in HC emission, decreases were investigated continuously, and in soot emission, reductions in soot emission were observed as the load increased due to the presence of O2 in it. In addition, there are increases and decreases in the amount of CO2 at various loads, while it increased at low loads, it decreased at medium loads and started to increase again at high loads. A general decrease was observed in the amount of O2. This decrease increases as the load increases.