Biyodizel üretimi ve dizel motorunda motor-yanma karakteristiklerinin incelenmesi
Biodiesel production and experimental analysis of engine combustion characteristics in diesel engine
Yazar: FAHRİ KONCUK
Danışman: DOÇ. DR. FİKRET YÜKSEL
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Dünyada durmadan artan petrol fiyatları, petrol krizleri ve enerji darboğazı nedeni ile alternatif yakıt kaynaklarına yönelmek zorunludur. Yenilenebilir enerji kaynaklarından olan, çok çeşitli bitkisel yağlardan elde edilen biyodizeller, yüksek enerji içerikleri ve içten yanmalı motorlarda (dizel) emniyetli bir şekilde kullanılabilmeleri dolayısı ile giderek daha da önem kazanmaya başlamışlardır. Bu çalışmada, bitkisel yağ olarak fındık yağı, fındık-ayçiçek karışımı yağı (%60 fındık yağı+%40 ayçiçek yağı), soya yağı, atık ayçiçek kızartma yağı ve atık mısır kızartma yağı kullanılmıştır. Farklı bitkisel yağlar katalizör olarak sodyum hidroksit (NaOH) eşliğinde metil alkol (CH3OH) ile reaksiyona sokularak transesterifikasyon yöntemi ile biyodizeller üretilmiştir. Ayrıca fındık yağı metil esterinin (B100), dizel yakıtı ile hacimsel olarak %20 den %80'e oranlarında değişen karışımları (B20, B40, B60, B80) hazırlanmış ve çalışılmıştır.Bitkisel yağlardan ve atık kızartma yağlarından elde edilen biyodizeller ve fındık yağı metil esterinin dizel ile olan karışımları, dört zamanlı, direkt enjeksiyonlu, su soğutmalı, iki silindirli ve enjektör püskürtme basıncı 175 kg/cm2 olan dizel motorunda test edilmişlerdir.Ayrıca No.1 dizel yakıtı ile atık ayçiçek kızartma yağı metil esterinin farklı yükler altında motor performansına ve egzoz emisyonlarına olan etkilerinin karşılaştırmalı analizi yapılmıştır.Sonra motor performans karakteristikleri, silindir içi basınç-yanma karakteristikleri ve emisyon değerleri dizel yakıtı ile elde edilen değerlerle karşılaştırılmıştır. Yapılan testler sonucunda, biyodizellerin tümünün dizel motorlarında her hangi modifikasyona ihtiyaç duyulmaksızın kullanılabilecekleri ve dizel motorları için alternatif yakıt oldukları tespit edilmiştir.

Abstract:
It is imperative to pursue alternative fuel resources on account of steadily increasing crude oil prices, oil crises and energy bottleneck in the world. The biodiesels which are produced from numerous different vegetable oils, also renewable energy resources, are gaining more and more importance as attractive fuel due to depleting fossil fuel resources, high energy content and safe use in internal combustion engines (CI). In this study, different vegetable oils; hazelnut oil, mix of hazelnut-sunflower oil (%60 hazelnut oil+%40 sunflower oil), soybean oil, wasted sunflower frying oil and wasted corn frying oil are used to produce biodiesels. Biodiesels are produced by transesterification in which reacted with methyl alcohol in presence of catalyst (NaOH). Also, the hazelnut oil methyl ester (biodiesel, B100) and its blends with varying proportions diesel from 20% to %80 by volume (B20, B40, B60, and B80) are prepared for further investigation.These biodiesels produced from vegetable oils, wasted cooking oils and blends of diesel fuel and biodiesel from hazelnut oil methyl ester are tested on a four-stroke, direct-injected, water-cooled, two?cylinder (needle valve opening pressure 175 kg/cm2) diesel engine.Also, a comparatively experimental analyzing has been carried out to examine engine performance and exhaust emissions of wasted sunflower frying oil methyl ester and No.1 diesel fuel under the different engine loads.Additionally, observed results; engine performance characteristics, pressure-combustion characteristics and exhaust emissions have been evaluated and compared with that of diesel fuel. The results showed that biodiesels can be used in compression ignition (CI) engines without any modification as suitable alternative fuels.