Atık Lastik Piroliz Yağı-Dizel Karışımları ile Çalışan Bir Dizel Motorda Emisyon ve Performansın Eşzamanlı Tahminine Yönelik Bir Yanıt Yüzey Metodolojisinin Geliştirilmesi

Günümüzde, artan enerji tüketimi, fosil yakıt rezervlerinin azalması ve katı emisyon standartlarından dolayıalternatif temiz yakıt çalışmaları son derece önemli hale gelmiştir. Bununla birlikte, atık ürünlerin alternatif yakıtolarak değerlendirilmesi hayati önem taşımaktadır. Atıkların dizel motorlarda alternatif yakıt olarakdeğerlendirilmesi adına atık lastik piroliz yağı (ALPY) önemli bir yakıt türüdür. Bu çalışmada, dizel yakıt ilefarklı oranlarda karıştırılarak hazırlanan ALPY-dizel yakıt karışımlarının (ALPY20, ALPY40 ve ALPY60)kullanıldığı tek silindirli dizel bir motorda püskürtme basıncı (205 bar, 225 bar ve 245 bar) ve motor yükü (50%,75% ve 100%) değişimlerinin etkileri deneysel olarak incelenmiş ve yanıt yüzey metodolojisi (RSM)kullanılarak analiz edilmiştir. Test sayılarının dizaynı ve analizi için sırasıyla deney tasarımı (DOE) ve varyansanalizi (ANOVA) kullanılmıştır. Analiz için püskürtme basıncı, yakıt karışım oranı ve motor yükü girişparametreleri olarak seçilirken, fren efektif verim (FEV), egzoz gaz sıcaklığı (EGS), azot oksitler (NOx), karbonmonoksit (CO), hidrokarbon (HC) ve is emisyonları çıkış parametreleri olarak seçilmiştir. FEV, EGS, CO, HC,NOx ve is değerlerini tahmin etmek ve optimizasyon yapmak için RSM denklemleri ve RSM optimizasyonuuygulanmıştır. Analiz sonuçlarına göre, optimum çalışma parametreleri %30.51 ALPY oranı, 225 bar püskürtmebasıncı ve %62.12 motor yükü olarak tespit edilmiştir. Bu optimum şartlarda elde edilen sonuçlar ise FEV, EGS,CO, HC, NOx ve is için sırasıyla %26.89, 399.31 ℃, %0.19, 9.09 ppm, 474.73 ppm ve %24.40 olarakbulunmuştur. Bu çalışma, RSM'nin farklı yakıt karışımları kullanılan düşük güçlü bir dizel motorun emisyon veperformans değerlerini tahmin etmede etkili ve güvenilir bir yöntem olduğunu göstermektedir.

Improving of a Response Surface Methodology for the Simultaneous Prediction of Emission and Performance in a Diesel Engine Working with Waste Tire Pyrolysis Oil

Currently, due to the increasing energy consumption, the reduction of fossil fuel reserves and solid emission standards, alternative clean fuel works have become extremely important. In addition, it is of vital importance to evaluate waste products as an alternative fuel. Waste tire pyrolysis oil (WTPO) is an important fuel type for the purpose of evaluating to waste products as an alternative fuel in diesel engines. In this study, the impacts of injection pressure (205 bar, 225 bar and 245 bar) and engine load (50%, 75% and 100%) on engine emission and performance were examined experimentally and analyzed with response surface methodology (RSM) on a low power diesel engine which is operating with WTPO and diesel fuel blends (WTPO20, WTPO40 and WTPO60). Design of experiments (DOE) and analysis of variance (ANOVA) were used for design and analysis of test numbers, respectively. For analysis, the injection pressure, fuel blending ratio and engine load are selected as input parameters, while the brake thermal efficiency (BTE), exhaust gas temperature (EGT), nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC) and smoke are selected as output parameters. RSM equations and RSM optimizer were applied to estimate and optimize the BTE, EGT, CO, HC, NOx and smoke values. According to the results of the analysis, optimum operating parameters were determined as 30.51% ALPY ratio, 225 bar injection pressure and 62.12% engine load. The results obtained in these optimum conditions were found to be 26.89%, 399.31%, 0.19%, 9.09 ppm, 474.73 ppm and 24.40% for FEV, EGS, CO, HC, NOx and smoke. This study shows that RSM is an effective and reliable method for predicting the exhaust emission and engine performance values of a low power diesel engine using different fuel blends.

___

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2013
  • Yayıncı: Düzce Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü