Bütanol katkılı dizel yakıtının motor performans ve emisyonlarına etkisi
The effect of butanol doped diesel fuel on engine performance and emissions
Yazar: ZEYNEP CAN ATEŞ
Danışman: PROF. DR. CUMALİ İLKILIÇ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Günümüzde petrol rezervlerinin teknolojik gelişmelerle ve hızlı nüfus artışıyla azalmaya başlaması alternatif yakıt arayışını hızlandırmıştır. Dizel motorlarda metanol, etanol ve bütanol gibi yüksek oksijen içeriğine sahip birçok alkol, kirletici emisyonları azaltmasından dolayı yakıtlarda katkı maddesi olarak tercih edilmektedir. Bu çalışmada, bütanol yakıtı %10, %20 ve %30 oranlarında dizel yakıtı ile karıştırılarak tek silindirli bir dizel motorda deneyler yapılmıştır. Deneyler 1600 d/d, 1900 d/d, 2200 d/d, 2500 d/d ve 2800 d/d olmak üzere 5 farklı motor devrinde test edilmiştir. %50 ve %100 motor yükü şartlarında oluşturulan deney yakıtlarının motor performansı ve egzoz emisyonlarına etkisi incelenmiştir. Ayrıca deneylere başlanmadan önce kullanılan dizel motor elemanları temizlenip deneylerden sonra oluşan kurum ve değişiklikler gözlemlenmiştir. Yapılan çalışma sonucunda n-bütanol katkılı yakıtların karbonmonoksit (CO), azot oksit (NOx) ve is emisyon değerlerinin dizel yakıtına göre azaldığı görülmüştür. Karbondioksit (CO2) ve hidrokarbon emisyonları ise saf dizel yakıtına kıyasla artmıştır. Önemli motor performans parametrelerinden biri olan efektif motor gücü ve motor moment değerleri bütanol yakıt içeriği arttıkça azalmıştır. Düşük ısıl değere sahip olan bütanol yakıtı, özgül yakıt tüketimi (ÖYT) değerlerini arttırmıştır. Yapılan deneyler sonucunda dizel motorda bütanol kullanımı motor performansını düşürmüştür fakat egzoz emisyonlarını iyileştirmiştir.
Anahtar Kelimeler: Bütanol, Alternatif Yakıt, Dizel yakıt, Emisyon

Abstract:
Today, the decrease in oil reserves due to technological developments and rapid population growth has accelerated the search for alternative fuels. Many alcohols with high oxygen content such as methanol, ethanol, and butanol in diesel engines are preferred as additives in fuels because they reduce pollutant emissions. In this study, experiments were carried out in a single-cylinder diesel engine by mixing butanol fuel with 10%, 20%, and 30% diesel fuel. The experiments were tested at 5 different engine speeds, 1600, 1900, 2200, 2500, and 2800 rpm. The effects of the experimental fuels created under 50% and 100% engine load conditions on engine performance and exhaust emissions were investigated. In addition, the diesel engine elements used before starting the experiments were cleaned and the soot and changes that occurred after the experiments were observed. As a result of the study, it was seen that carbon monoxide (CO), nitrogen oxide (NOx), and soot emission values of n-butanol added fuels decreased compared to diesel fuel. Carbon dioxide (CO2) and hydrocarbon emissions have increased compared to pure diesel fuel. The effective engine power and engine torque values, which are one of the important engine performance parameters, decreased as the butanol fuel content increased. Butanol fuel, which has a low calorific value, increased the specific fuel consumption (ÖYT) values. As a result of the experiments, the use of butanol in the diesel engine decreased the engine performance but improved the exhaust emissions.
Keywords: Butanol, Alternative Fuel, Diesel fuel, Emission