Dizel ve Biyodizel Yakıtlı Bir Motorda Yakıt Sıcaklığının Motor Performansı ve Egzoz Emisyonlarına Etkisinin İncelenmesi

Fosil kökenli yakıtların mevcut rezervleri gün geçtikçe azalmakta ve çevreye olan zararları da araştırmacıları alternatif yakıt arayışına sürüklemektedir. Bu açıdan biyodizel yakıtlar alternatif yakıt olarak uygun olmakla birlikte viskozitelerinin yüksek olması gibi bazı dezavantajlara da sahiptir. Günümüzde yakıt püskürtme sistemleri oldukça hassastır ve biyodizel yakıtların bahsedilen dezavantajı daha da önem arz etmektedir. Yakıt sıcaklığının artması viskoziteyi azaltmaktadır. Bu sebeple bu çalışmada dizel yakıtın yanı sıra ayçiçeği ve kanola biyodizellerin yakıt sıcaklığının değiştirilmesinin motor performansı ve egzoz emisyonlarına etkisi incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar yakıt sıcaklığının motor performansı ve egzoz emisyonları üzerinde önemli bir etkisinin olduğunu göstermiştir. Özgül yakıt tüketimi, yakıt sıcaklığı arttıkça tüm yakıtlar için neredeyse tamamen artmıştır. Ayrıca artan yakıt sıcaklığıyla CO emisyonu dizel yakıt için azalırken biyodizel yakıtlar için artma eğilimindedir. Elde edilen sonuçlara göre NO emisyonunun ise tüm yakıtlar için azalma eğiliminde olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler:

dizel motor, yakıt sıcaklığı, biyodizel, egzoz emisyonları

PDF

___

L. C. Meher, D. Vidya Sagar, and S. N. Naik, “Technical aspects of biodiesel production by transesterification - A review,” Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2006, doi: 10.1016/j.rser.2004.09.002.
S. L. Dmytryshyn, A. K. Dalai, S. T. Chaudhari, H. K. Mishra, and M. J. Reaney, “Synthesis and characterization of vegetable oil derived esters: Evaluation for their diesel additive properties,” Bioresour. Technol., 2004, doi: 10.1016/j.biortech.2003.07.009.
M. Çetin and F. Yüksel, “The use of hazelnut oil as a fuel in pre-chamber diesel engine,” Appl. Therm. Eng., 2007, doi: 10.1016/j.applthermaleng.2006.04.025.
K. B. CIG¯IZOG˘LU, T. ÖZAKTAS, and F. KARAOSMANOĞLU, “Used Sunflower Oil as an Alternative Fuel for Diesel Engines,” Energy Sources, vol. 19, no. 6, pp. 559–566, 1997, doi: 10.1080/00908319708908872.
A. Demirbaş and H. Kara, “New options for conversion of vegetable oils to alternative fuels,” Energy Sources, Part A Recover. Util. Environ. Eff., 2006, doi: 10.1080/009083190951357.
Y. D. Wang et al., “An experimental investigation of the performance and gaseous exhaust emissions of a diesel engine using blends of a vegetable oil,” Appl. Therm. Eng., 2006, doi: 10.1016/j.applthermaleng.2005.11.013.
N. Tippayawong, T. Wongsiriamnuay, and W. Jompakdee, “Performance and Emissions of a Small Agricultural Diesel Engine Fueled with 100% Vegetable Oil: Effects of Fuel Type and Elevated Inlet Temperature,” Asian J Energy Env., vol. 3, 2002.
W. Yuan, A. C. Hansen, Q. Zhang, and Z. Tan, “Temperature-dependent kinematic viscosity of selected biodiesel fuels and blends with diesel fuel,” JAOCS, J. Am. Oil Chem. Soc., 2005, doi: 10.1007/s11746-005-5172-6.
R. E. Tate, K. C. Watts, C. A. W. Allen, and K. I. Wilkie, “The densities of three biodiesel fuels at temperatures up to 300 °C,” Fuel, 2006, doi: 10.1016/j.fuel.2005.10.024.
M. Dzida and P. Prusakiewicz, “The effect of temperature and pressure on the physicochemical properties of petroleum diesel oil and biodiesel fuel,” Fuel, 2008, doi: 10.1016/j.fuel.2007.10.010.
R. E. Tate, K. C. Watts, C. A. W. Allen, and K. I. Wilkie, “The viscosities of three biodiesel fuels at temperatures up to 300 °C,” Fuel, 2006, doi: 10.1016/j.fuel.2005.10.015.
A. K. Babu and G. Devaradjane, “Vegetable oils and their derivatives as fuels for CI engines: An overview,” 2003, doi: 10.4271/2003-01-0767.
C. Romig and A. Spataru, “Emissions and engine performance from blends of soya and canola methyl esters with ARB 2 diesel in a DDC 6V92TA MUI engine,” 1996, doi: 10.1016/0960-8524(95)00175-1.
R. Altin, S. Çetinkaya, and H. S. Yücesu, “Potential of using vegetable oil fuels as fuel for diesel engines,” Energy Convers. Manag., 2001, doi: 10.1016/S0196-8904(00)00080-7.
M. Y. E. Selim, M. S. Radwan, and S. M. S. Elfeky, “Combustion of jojoba methyl ester in an indirect injection diesel engine,” Renew. Energy, 2003, doi: 10.1016/S0960-1481(02)00225-2.
M. Çetinkaya, Y. Ulusoy, Y. Tekìn, and F. Karaosmanoǧlu, “Engine and winter road test performances of used cooking oil originated biodiesel,” Energy Convers. Manag., 2005, doi: 10.1016/j.enconman.2004.06.022.
M. Canakci, “Combustion characteristics of a turbocharged DI compression ignition engine fueled with petroleum diesel fuels and biodiesel,” Bioresour. Technol., 2007, doi: 10.1016/j.biortech.2006.05.024.
N. Usta et al., “Combustion of bioDiesel fuel produced from hazelnut soapstock/waste sunflower oil mixture in a Diesel engine,” Energy Convers. Manag., 2005, doi: 10.1016/j.enconman.2004.05.001.
M. Kubota, K. Yoshida, H. Shoji, and H. Tanaka, “8 A Study of the Influence of Fuel Temperature on Emission Characteristics and Engine Performance of Compression Ignition Engine,” SAE Technical Paper, 2002.
Z. Chen et al., “Effect of fuel temperature on the methanol spray and nozzle internal flow,” Appl. Therm. Eng., 2017, doi: 10.1016/j.applthermaleng.2016.12.025.
D. B. Foster and W. Jung, “The influence of the fuel inlet temperature on diesel engine performance,” MTZ Worldw., vol. 63, no. 4, pp. 27–28, 2002.
L. Geng, Y. Wang, J. Wang, Y. Wei, and C. F. Lee, “Numerical simulation of the influence of fuel temperature and injection parameters on biodiesel spray characteristics,” Energy Sci. Eng., vol. 8, no. 2, pp. 312–326, 2020.
M. Czechlowski, W. Gracz, D. Marcinkowski, W. Golimowski, and J. Mazurkiewicz, “Effect of Diesel Fuel Temperature on the Nitrogen Oxides Emission from a Compression-Ignition Engine,” J. Ecol. Eng., vol. 21, no. 3, 2020.
A. Adham and E. I. M. Mabsate, “Computational Study of Fuel Temperature Impact on Combustion and Pollutant Emissions of a Diesel Engine Fueled with Diesel-Biodiesel Blends,” in 2017 International Renewable and Sustainable Energy Conference (IRSEC), 2017, pp. 1–6