%15 H2 ilaveli biyogaz karışımlarının içten yanmalı motorlarda deneysel incelenmesi

Abstract

Günümüzde, dünya enerji talebinin büyük bir kısmı fosil yakıtlar örneğin petrol, doğal gaz ve kömür gibi fosil yakıtlardan karşılanmaktadır. Bu fosil yakıtların yanma ürünleri, örneğin karbon monoksit(CO), karbondioksit (CO2), kükürt oksit(Sox) ve azot oksitler (NOx), hidrokarbon (HC), toksik metaller ve küller pek çok çevre problemlerine ve dünya için büyük bir tehlikeye sebep olmaktadır. Fosil yakıtların sınırlı kaynaklara sahip olması ve içten yanmalı motorların egzozundan çıkan toksik emisyonlar araştırmacıları alternatif yakıtlara dikkatini çekmiştir. Bu tez çalışmasında, %15 H2-%85 Biyogaz karışımının yanma ve emisyon performans karakteristikleri deneysel olarak incelenmiştir. Deneysel çalışma 4 zamanlı, 4silindirli, su soğutmalı Ford 1.8 l içten yanmalı motorda gerçekleştirilmiştir. Biyogaz içeriği %65 CH4+ %35 CO2, %60 CH4+ %40 CO2 ve %55 CH4+ %45 CO2 şeklinde alınmıştır. Deneyler farklı motor hızlarında(1500, 2000, 2500 ve 3000 d/d) ve farklı hava fazlalık katsayısı (1.0, 1.1, 1.2, 1.3 ve 1.4) değerlerinde yapılmıştır. Tüm karışımlar için hava fazlalık katsayısının artması ile CO ve CO2 emisyonları azalmıştır. 15 H2-%85 biyogaz karışımının %65 CH4-%35 CO2 içeriğinde elde edilen tork ve güç değerlerinin diğerlerinden yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Saf biyogaza %15 hidrojen ilave edilmesi durumunda yanma parametrelerinde iyileşme olduğu görülmüştür. Hava fazlalık katsayısının artması ile maksimum basınç değerlerinde azalma olduğu gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Biyogaz, Hidrojen, Karbondioksit, İçten Yanmalı Motor,Emisyon, Silindir Basıncı

At present time, fossil fuels such as petroleum, natural gas and coal meet most of the world?s energy demand. Combustion products of these fossil fuels, such as carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), oxides of sulfur (SOx), and oxides of nitrogen (NOx), hydrocarbon (HC), toxic metals, and ashes have been causing many environmental problems and posing great danger for the world. The limited fossil fuel resources and toxic emissions exhausted from internal combustion (IC) engines have pushed the researches to focus on alternative fuels. In this thesis, combustion and emission performance characteristics of %15 H2-%85 Biogas mixture was experimentally investigated. Experimental study was performed with four strokes, four cylinders, water cooled, Ford 1.8 liters internal combustion engine. Biogas components were taken as %65 CH4+ %35 CO2, %60 CH4+ %40 CO2and %55 CH4+ %45 CO2. Experiments were made at different engine speeds (1500, 2000, 2500 and 3000 rpm) and different excess air ratios (1.0, 1.1, 1.2, 1.3 and 1.4). CO and CO2 emissions were decreased with the increase of excess air ratios during all mixtures. At %65 CH4-%35 CO2 mixtures of 15 H2-%85 biogas, torque and power values were obtained higher than the other mixtures. In case of %15 hydrogen addition of %100 biogas, improvement of the combustion parameters were found to be good. With the increasing of excess air ratio maximum pressure values were decreased. Keywords: Biogas, Hydrogen, Carbon dioxide, Internal Combustion Engine, Emission, Cylinder Pressure.