Yakıt sıcaklığının biyodizel ve dizel yakıtlı motorda performans ve egzoz emisyonlarına etkisinin sabit devir sayısında deneysel incelenmesi

Abstract

Dünyadaki nüfus artışı ve teknolojik gelişmelere bağlı olarak endüstrileşmenin artması enerji ihtiyacını da artırmaktadır. Artan bu enerji ihtiyacı ya yeni enerji kaynaklarının bulunmasıyla ya da mevcut kaynakların daha verimli bir şekilde kullanılmasıyla karşılanabilir. Bilim adamları her geçen gün bu konuya daha fazla eğilmektedir. Yapılan araştırmalar özellikle, tüketim alanının geniş olduğu taşımacılık sektöründe enerji dönüşüm sistemlerinin başında yer alan içten yanmalı motorlar üzerinde yoğunlaşmıştır. İçten yanmalı motorlar ile ilgili yapılan araştırmalar yanma olayının yüksek verimde gerçekleşmesine, alternatif yakıt bulmaya ve çevreye en az zarar vermeye yöneliktir. Bu çalışmada, dizel ve biyodizel yakıtları kullanılarak 2 silindirli, 4 zamanlı sıkıştırma ateşlemeli bir motorda yakıt sıcaklığının etkisi hakkında bir deneysel analiz gerçekleştirilmiştir. Yakıt sıcaklığı 10°C?den 80°C?ye 10°C?lik artımlarla artırılmıştır. Deneylerde kullanılan iki farklı biyodizel, ayçiçeği ve kanola yağlarından transesterifikasyon metoduyla üretilmiştir.Çalışmamızdaki deneyler yakıt sıcaklığının hem motor performansı hem de egzoz emisyonları üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Yakıt sıcaklığındaki artış, yakıtın yoğunluğunu ve viskozitesini düşürmekte ve yüksek sıcaklıklarda silindire alınan yakıtın kütlesindeki azalmadan dolayı motor performansını azaltmaktadır. CO ve NO egzoz emisyon parametrelerinin analizine göre, yakıt sıcaklığındaki artış dizel ve biyodizel yakıtlarda farklı bir etki yapmaktadır. Yakıt sıcaklığı arttıkça saf biyodizel yakıtlarda CO emisyonları artarken NO emisyonları azalmıştır, dizel yakıtında ise her iki emisyon parametrelerinin üretimi azalmıştır.

Depending on population growth and technological development, increasing industrialization increases energy requirement. Increased energy requirement can be meet either finding new energy sources or using of available sources more effectively. Scientists address the issue each passing day. Researches especially focus on internal combustion engines which are at the head of energy conversion systems in transportation sector. Researches about internal combustion engines intend higher combustion efficiency, finding alternative fuels or minimum harm to the environment. In this study, an experimental analysis has been carried out about the effect of the fuel temperature on a two-cylinder, four stroke compression ignition engine by using diesel and biodiesel fuels. Fuel temperature has been increased by an experimental set-up from 10°C to 80°C with 10°C step increment. Two different biodiesel fuels used in the experiments has been produced from sunflower oil and canola oil by the transesterification method. Experiments in our study have shown that the fuel temperature has an important effect on both engine performance and exhaust emissions. Increase in the fuel temperature decreases the fuel density and viscosity, and at higher temperatures engine performance decreases due to the decrease in the fuel mass injected to the cylinder. According to the analysis of CO and NO exhaust emission parameters, the increase in the fuel temperature has an different effect for diesel and biodiesel fuels. As the fuel temperature increases, NO emissions decrease while CO emissions increase during the experiments of biodiesel fuels, but production of those emissions decrease on diesel fuel.