İçten yanmalı motorlarda benzin-etanol karışımının katkı maddeleri ile emisyon değerlerinin incelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2017

Öğrenci: AMIRKHAN GARAYEV

Danışman: FATMA ÇİĞDEM GÜLDÜR

Özet:

Günümüzde kullanılan petrol kökenli yakıtların sınırlı enerji kaynağı olması alternatif yakıt olarak alkol ve benzin-alkol karışımlarını cazip hale getirmektedir. Benzin-etanol-su üçlü faz sistemlerinin maliyetinin düşürülmesi için kararlı bir faz haline getirilmesi önem arz etmektedir. Yapılan bu çalışmada, öncelikle farklı oranlarda benzin-etanol-su karışımlarında faz dengesi incelenmiş ve benzin içerisinde en yüksek etanol yüzdesini veren karışımlar %85 yüksek oktanlı benzin, %10 etanol ve %5 su (V2) ve %85 düşük oktanlı benzin, %10 etanol ve %5 su (S2) olarak belirlenmiştir. Deneyler sonucunda söz konusu karışımlarda %50 etanolün benzin fazına geçtiği, karışımda su yüzdesi arttıkça benzin fazına geçen etanol yüzdesinin azaldığı belirlenmiştir. Daha sonra benzin ve etanol yönünden zengin fazdaki su oranının artırılması amacıyla katkı maddesi olarak %2,5 ve %5 oranında piridin ile %2,5 ve %5 isobütanol eklenmiştir. Piridin katkılı karışımlarda isobütanol içeren karışımlara göre benzin alkol fazına geçen su yüzdesinin daha yüksek olduğu görülmüştür. Ayrıca katkı maddesi yüzdesi arttıkça benzin alkol fazındaki su yüzdesinin arttığı tespit edilmiştir. Piridin ve isobütanol içeren yakıt karışımlarının motor performansları ve egzoz emisyonları incelenmiş ve sonuçlar yüksek/düşük oktanlı benzin ile yapılan taşıt test verileri referans alınarak karşılaştırılmıştır. Deneyler hava fazlalık katsayısının 1 olduğu durumda ve tam motor yükünde, farklı motor devirlerinde ve farklı ateşleme zamanlarında yapılmıştır. Farklı motor devirlerinde yapılan deneylerde en iyi performanslar %80 yüksek oktanlı benzin, %10 etanol, %5 su ve %5 piridin içeren karışım ile %80 düşük oktanlı benzin, %10 etanol, %5 su ve %5 piridin yakıtlarından elde edilmiştir. Söz konusu karışımların kullanılması durumunda motor momentinin sırasıyla %3 ve %2 oranında, motor efektif gücünün de %4,4 ve %2 oranında artış gösterdiği görülmüştür. Bunun yanında, özgül yakıt tüketimi sırasıyla %13,7 ve %5,2 oranında azalmıştır. Yine sözkonusu yakıtlarda motorun ortalama efektif basıncının sırasıyla %3 ve %2 oranında arttığı görülmüştür. NOx, CO ve HC emisyonlarının yüksek oktanlı benzin içeren karışımda sırasıyla %32, %17,9 ve %45,9 oranında, düşük oktanlı karışımda ise %5, %13 ve %35,4 oranında azaldığı görülmüştür. Yapılan çalışmalar neticesinde, %10 etanol, %5 su ve %5 piridin içeren düşük ve yüksek oktanlı benzin karışımlarının alternatif yakıt olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.