Mangan esaslı dizel-biyodizel yakıt karışımlarının bir dizel motorda kullanımının araştırılması
Investigation of the use of manganese based diesel-biodiesel fuel mixtures in a diesel engine
Yazar: TARHAN TAN
Danışman: DOÇ. DR. SELMAN AYDIN
Batman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Otomotiv Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Enerji = Energy ; Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering
Dizin: Biyodizel = Biodiesel ; Dizel motorlar = Diesel engines ; Emisyon = Emission ; Manganez = Manganese ; Yanma = Combustion

Özet:
Bu çalışmada, dizel yakıtı ve atık bitkisel yağlardan elde edilen biyodizel yakıtı belli oranlarda karıştırılarak hazırlanan yakıtın kimyasal ve fiziksel özelliklerini iyileştirmak amacıyla B25 ve B65 yakıt türlerine sırasıyla 100 ppm ve 60 ppm mangan standart çözeltisi eklenmiştir. Bu yakıtlar B100 (%100 biyodizel), B25 (%25 biyodizel ve %75 dizel), B65 (%65 biyodizel ve %35 dizel), KB25 (%25 biyodizel, %75 dizel ve Mn(NO3)2 katkısı), KB65 (%65 biyodizel, %35 dizel ve Mn(NO3)2 katkısı) biçiminde hazırlanmıştır. Hazırlanan deney yakıtlarının fiziksel ve kimyasal analizinde yakıtlara mangan katkı maddesi eklenmesi ile yoğunluk, viskozite ve parlama noktasını düşürmüş setan indesi, donma noktası ve ısıl değeri bir miktar yükseltmiştir. Yanma ve emisyon testlerinde B100 yakıtı yerine D100 yakıtı baz alınarak, sabit 1500 dev/dak çalışan bir dizel araştırma motorunda farklı ortalama efektif basınç (0 OEB, 2 OEB, 4 OEB ve 6 OEB) parametrelerinde test edilerek grafiksel olarak karşılaştırılmıştır. Deneysel veriler incelendiğinde; 6 OEB parametresinde en yüksek değer silindir gaz basıncı, basınç artış oranı, ortalama gaz basıncı ve net ısı salınımında KB25 yakıtında ve kümülatif ısı salınımın ise DY yakıtında gerçekleşmiştir. Emisyon değerleri incelendiğinde 4 OEB ve 6 OEB parametrelerinde HC ve O2 emisyonları tüm yakıt türlerinde DY yakıtından daha az değere sahip olduğu tespit edilmiştir. CO2 emisyon değerleri DY yakıtına en yakın yakıt türü 2 OEB ve 6 OEB parametrelerinde KB65 yakıtı, CO ve NOx emisyonlarında en düşük değer B25 yakıtındadır. Sonuç olarak biyodizel ve mangan standart çözeltisi karışımlarının belirli oranlarda dizel yakıtına katılarak alternatif yakıt olarak kullanılabileceği görülmüştür.

Abstract:
In this study, in order to improve the chemical and physical properties of the biodiesel blends, biodiesel fuel obtained from waste vegetable oils and diesel fuel were prepared mixed in certain proportions and respectively 100 ppm and 60 ppm manganese standard solutions were added to B25 and B65 fuel types. These fuels are B100 (%100 biodiesel), B25 (25% biodiesel and 75% diesel), B65 (65% biodiesel and 35% diesel), KB25 (25% biodiesel, 75% diesel and Mn(NO3)2 additive), KB65 (65% biodiesel, 35% diesel and Mn(NO3)2 contribution). In the physical and chemical analysis of the prepared experimental fuels, the addition of manganese additives to the fuels decreased the density, viscosity and flash point, and increased the cetane index, freezing point and heating value somewhat. In combustion and emission tests, it was compared graphically by testing different average effective pressure (0 BMEP, 2 BMEP, 4 BMEP and 6 BMEP) parameters in a diesel research engine operating at a constant 1500 rpm, based on D100 fuel instead of B100 fuel. When the experimental data are examined; the highest value of cylinder gas pressure, pressure increase rate, average gas pressure and net heat release in KB25 fuel at 6 BMEP parameters and cumulative heat release in DY fuel. When the emission values are examined, HC and O2 emissions at 4 BMEP and 6 BMEP parameters have less value than DY fuel in all fuel types. The fuel type closest to DY fuel with CO2 emission values is KB65 fuel at 2 BMEP and 6 BMEP parameters, and the lowest value in CO and NOx emissions is B25 fuel. As a result, it has been seen that biodiesel and manganese standard solution mixtures can be used as an alternative fuel by adding certain proportions to diesel fuel.