İçten Yanmalı Dizel Motorlarda Biyodizel Kullanımının Motor Performansına Ve Emisyonlarına Etkisinin İncelenmesi

Abstract

Artan petrol fiyatları, enerji ihtiyacı, bağımsız enerji politikalarına duyulan ihtiyaç, çevre sorunları ve buna karşılık hızla azalan enerji kaynakları sebebiyle alternatif enerji kaynakları hakkında yapılan çalışmalar son yıllarda oldukça artmıştır. Üstünde çalışma yapılan en önemli alternatif enerji kaynaklarından bir tanesi de biyodizeldir. Hem yenilenebilir olması hem de kullanılmasıyla çevreye salınan zararlı gazların petrodizel ile rekabet edebilir durumda olması bu yakıtı önemli kılmaktadır. Bu çalışmada kanola ve soyadan elde edilmiş bir biyodizel (Hacimsel olarak %20 soya, %80 kanola içermektedir.) yakıt kullanılmıştır. Biyodizel yakıtın dizelle hacimsel olarak 15/85 (B15) oranında oluşturduğu karışım normal dizelle karşılaştırılmıştır. Deney, sıkıştırma oranı değiştirilebilir, tek silindirli, su soğutmalı Farryman_1977 tipi bir CFR Diesel motorunda yapılmıştır. Öncelikle normal dizel yakıtla çeşitli sıkıştırma oranlarında performans ve emisyon deneyleri yapılmış, daha sonra aynı sıkıştırma oranlarında biyodizel/dizel karışımı ile aynı deney tekrarlanmıştır. Bu iki yakıt için elde edilmiş olan deney sonuçları birbirleriyle karşılaştırılarak, sıkıştırma oranının ve yakıt tipinin motor performansına, ise ve diğer emisyon değerlerine etkisi incelenmiştir. Deney sonucunda elde edilen sonuçlar performans ve emisyon sonuçları olarak gruplandırılabilir. Performans sonuçalrında ε =17,13 haricinde hemen tüm sıkıştırma oranlarında ve tüm yüklerde B15 yakıtı daha iyi güç, moment ve özgül yakıt sarfiyatı değerleri vermiştir. Ancak hem B15 hem de dizelin performansları artan sıkıştırma oranıyla birlikte azalmaktadır. Her iki yakıt içinde en iyi performans değerleri ε=17,13’ te elde edilmiştir. B15’ in HC emisyonu değerleri tüm sıkıştırma oranlarında dizele kıyasla daha iyidir. NOx emisyonu miktarı ise ε=17,13 hariç tüm sıkıştırma oranlarında dizele kıyasla daha kötüdür. CO ve CO2 emisyonları için kesin bir şey söylenememektedir. Her iki yakıt için de sıkıştırma oranı arttıkça CO ve HC emisyonları artmış; NOx emisyonu miktarı azalmıştır.

The researches about alternative energy sources have increased in recent years as a result of increasing patrol prices, need of energy and having independent energy policies, environment problems and rapidly consuming energy sources. One of these alternative energy sources being worked on is biodiesel, due to being both renewable and competitive with petrodiesel on regulated emissions. In this research, biodiesel produced by canola and soy bean (In volumetric ratio of %20 soy bean and %80 canola) was used as a fuel. Mixture of biodiesel/diesel in volumetric ratio of 15/85 (B15) was compared to normal diesel fuel. CFR Diesel engine with variable compression ratio, water cooling and one cylinder in the type of Farryman_1977 was used in this research. In the first step, the test was done with normal diesel in different compression ratios as a performance and emission test, then it was repeated in the same compression ratios with the mixture of biodiesel/diesel. By comparing the results acquired from those two tests, the effects of fuel type and compression ratios on performance, soot and other emission values were analysed. The results acquired at the end of the tests can be classified as performance and emission results. For all compression ratios, except ε=17,13 and all loads, B15 had given power, torque and brake specific fuel consumption values according to diesel fuel in performance results. But, the performances of both B15 and diesel had been decreasing by increasing compretion ratio. The best performance values had been obtained for both fuels at ε=17,13. The HC emission amounts of B15 are better than diesel’s at all compression ratios. NOx values of B15 are worse than diesel at all compression ratios except ε=17,13. Definite results could not be obtained for CO and CO2 emissions. Amounts of HC and CO emissions had been increasing while NOx emission amount decreasing by increasing compression ratios.