Hidrojenin ek yakıt olarak kullanılmasının dizel motorlara etkilerinin incelenmesi
Investigation of the additional hydrogen fuel on diesel engine
Yazar: CEYHUN ERMAN
Danışman: DOÇ.DR. ŞADAN ÖZCAN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Dizel motorlar = Diesel engines ; Egzoz emisyonları = Exhaust emissions ; Elektroliz = Electrolysis ; Hidrojen = Hydrogen ; Performans = Performance

Özet:
Tez çalışmamda dizel motora ek yakıt olarak verilen Hidrojen gazını motorüzerindeki etkisi incelendi. Hidrojen gazını elde etmek amacı ile çalışmakapsamında bir elektroliz ünitesi kuruldu. Bu sistemde elektroliz işleminingerçekleştirilmesi için iletken sıvı olarak KOH (Potasyumhidrooksit tozu) karışımlısu kullanıldı. Elektroliz reaksiyonu sonucunda ortaya çıkan karışım gazınınmiktarının ölçülmesinde birim zamanda ortaya çıkan gazın hacmini ölçenrotametre tipindeki debi ölçüm cihazı kullanıldı. Bu şekilde elektroliz cihazınıngirişine farklı gerilimler uygulandığındaki gaz çıkış miktarları ölçülmüştür.Elektroliz işleminden çıkan hidrojen-oksijen gaz karışımı, doğal emişli bir dizelmotorun emme manifoldunda havayla karışması sağlanarak motora verildi.Motorun çalıştırılmasında ana yakıt olarak mazot kullanıldı. Elektroliz cihazındanen fazla 500 cm3/dak'lık çıkan hidrojen-oksijen gaz karışımının motor üzerindebelirgin etkileri görülmemesinin ardından saf hidrojen tüpünden sağlanan, dahafazla miktardaki hidrojen motora verilerek sonuçları incelendi.Dizel motorlar üzerinde ek yakıt olarak kullanılan, farklı miktarlardaki (200 - 4500cm3/dak) hidrojen gazının, motorun farklı hız durumlarındaki performans (güç,tork, yakıt tüketimi) ve egzoz emisyon parametelerine (NOx - Azotoksitler, THC ?toplam hidrokarbon, CO - Karbonmonoksit) olan etkileri incelenmiştir, normalçalışma değerleriyle karşılaştırılmıştır.Yapılan testler sonucunda yeterli miktarda hidrojenin motora verilmesi ile belirginbir güç ve tork artışı, ayrıca özgül yakıt tüketiminde azalma görülmüştür. Egzozemisyon değerlerinin tümünde (duman, NOx, THC, CO) artış gözlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Hidrojen, dizel motor, elektroliz, performans, egzoz emisyon

Abstract:
In this thesis, the effect of hydrogen gas on the diesel engine was investigated. Anelectrolysis unit was built in order to produce the hydrogen gas. The KOH(Potasiumhydroxide powder) water solution is used as a conductive electrolyte.The amount of gas produced during the electrolysis was determined by arotameter type flow meter. By use of this system, the relation between the inputvoltage and the hydrogen gas produced was determined.In the air intake manifold of the engine, the hydrogen and oxygen mixture resultingfrom the electrolysis reaction is combined with air and fed to the engine. Dieselfuel is used as the main fuel to run the engine. The maximum amount of hydrogenand oxygen gas mixture obtained from the electrolysis unit was determined to be500 cm3/min which seemed to have no significant effect on the performance of theengine. Subsequently, more pure hydrogen directly from a gas bottle was decidedto be added and in this case the results are determined.The effect of various amount of hydrogen gas (200 - 4500 cm3/min) on theperformance (power, torque, fuel consumption) and exhaust emission parameters(NOx - Nitrogenoxides, THC - Total Hydrocarbons, CO - Carbonmonoxide) of theengine were analyzed and compared with the results of the normal conditions.Also, all the parameters were measured at different engine speeds.It was seen that the addition of hydrogen gas decreased the amount of fuelconsumption considerably while increasing the torque and power values.However, the exhaust emmision values such as NOx, THC, CO was found to beincreased.Keywords: Hydrogen, diesel engine, electrolysis, performance, exhaust emission