Dizel yakıtına bizmut oksit nanopartikül katkısının motor parametreleri üzerindeki etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of bismuth oxide nanoparticle addition to diesel fuel on engine parameters
Yazar: MUHAMMED TURAL
Danışman: DOÇ. DR. ALAATTİN OSMAN EMİROĞLU
Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Fosil yakıtların yanması sonucu açığa çıkan birçok zararlı emisyon vardır. Bu emisyonların varlığı, insan sağlığını ve çevreyi olumsuz etkilemektedir. Geçmişten günümüze bu zararlı emisyonları azaltmak adına türlü çalışmalar yapılmıştır. Günümüzde egzoz emisyonlarını azaltmak, motor performansını arttırmak ve yakıt özelliklerini iyileştirmek amacıyla alternatif yakıtlar kullanılmaktadır. Yapılan çalışmada alternatif yakıtlar, dizel yakıt içerisine 50 ppm, 100 ppm ve 150 ppm bizmut oksit nanopartikül katkısı ile elde edilmiştir. Elde edilen alternatif yakıtların yakıt özelliklerine, yanma parametrelerine, motor performansına ve egzoz emisyonlarına etkileri incelenmiştir. Deneysel çalışma 1500, 2000 ve 2500 dev/dak'da ve 10, 15, 20 ve 25 Nm motor yüklerinde gerçekleştirilmiştir. Bizmut oksit nanopartikülünün kullanımıyla birlikte setan sayısı, ısıl değer ve viskozite artmış, ancak yoğunluk değerleri değişmemiştir. Nanopartikül katkılı yakıt kullanımı tutuşma gecikmesini genellikle arttırmıştır. Düşük yüklerde nanopartikül katkılı yakıtın yanma süresi artarken, yüksek yüklerde dizel yakıtın yanma süresi daha fazla olmuştur. Dizel yakıtın egzoz sıcaklığının yüksek yüklerde nanopartikül katkılı yakıta oranla daha fazla olduğu gözlenmiştir. Dizel yakıta nanopartikül katkısı özgül yakıt tüketimini azaltırken, ısıl verimi ise arttırmıştır. Nanopartikül katkılı yakıtların karbondioksit ve is emisyonları dizel yakıta oranla genellikle daha yüksek çıkmıştır. Azot oksit emisyonlarının ise nanopartikül katkısı ile azaldığı görülmüştür.

Abstract:
There are many harmful emissions resulting from the combustion of fossil fuels. The presence of these emissions adversely affects human health and the environment. From past to present, various studies have been carried out to reduce these harmful emissions. Nowadays, alternative fuels are used to reduce exhaust emissions, increase engine performance and improve fuel properties. In this study, alternative fuels were obtained by adding 50 ppm, 100 ppm and 150 ppm bismuth oxide nanoparticles into diesel fuel. The effects of the obtained alternative fuels on fuel properties, combustion parameters, engine performance and exhaust emissions were investigated. Experimental study was carried out at 1500, 2000 and 2500 engine speeds and at 10, 15, 20 and 25 Nm engine loads. Cetane number, calorific value and viscosity increased with the use of bismuth oxide nanoparticle, but the density values did not change. The use of fuel with nanoparticles generally increased the ignition delay. While the combustion time of nanoparticle added fuel increased at low loads, the combustion time of diesel fuel was longer at high loads. It has been observed that the exhaust temperature of diesel fuel is higher than the fuel with nanoparticle additives at high loads. The nanoparticle addition to the diesel fuel decreased the specific fuel consumption and increased the thermal efficiency. Carbon dioxide and smoke emissions of fuels with nanoparticle additives were generally higher than diesel fuel. On the other hand, nitrogen oxide emissions were found to decrease with nanoparticle additives.