Farklı metil ester yakıtlarla çalışan bir dizel motorunda su buharı enjeksiyonunun performansa ve NOx emisyonlarına etkilerinin teorik ve deneysel olarak araştırılması

Abstract

Dizel yakıt, yenilenemeyen yakıtlar kategorisindedir ve kaynaklarının belirli bir zaman sonra tükenmesi muhtemeldir. Neden olduğu yüksek miktardaki zararlı emisyonlar, elde edilmesi ve taşınması esnasında ortaya çıkan güçlükler ve yüksek maliyetler de göz önünde bulundurulursa, dizel yerine kullanılabilecek yenilenebilir yakıtlara gereksinim duyulmaktadır. Biyoyakıtlar, yenilenebilir olması, temin edilmesinin kolaylığı ve motor emisyonlarını azaltması gibi nedenlerden dolayı fosil yakıtlara alternatif olarak görülmektedir. Pek çok yönden dizel yakıttan daha çevreci olan biyoyakıtların en önemli dezavantajı içerdikleri yüksek miktarda oksijen nedeniyle NOx emisyonlarında artışa neden olmalarıdır. NOx emisyonları insan ve çevre sağlığı üzerinde neden oldukları büyük zarar nedeniyle Avrupa Birliği, IMO, US EPA gibi pek çok uluslararası kuruluş tarafından sürekli sıkılaştırılan düzenlemelerle kontrol altına alınmaya çalışılmaktadır. Bu tez çalışmasında biyoyakıtlardan salınan yüksek NOx emisyonunu kontrol altına almak için farklı yakıtlarla çalışan tek silindirli tabi emişli bir dizel motoruna emme manifolduna farklı oranlarda su buharı püskürtme uygulaması yapılarak performans ve emisyonlara olan etkisi deneysel ve teorik olarak incelenmiştir. Tam yük şartlarında gerçekleştirilen deneysel çalışmada üç farklı tipte metil ester ve dizel yakıt karışımları (kütlece %10,%20) ile çalışan motora farklı oranlardaki (%10, %20, %30) buhar enjeksiyonunun emisyon ve performansa etkileri incelenmiştir. Teorik çalışmada ise üç farklı metil esterin yanması tek ve iki bölgeli yanma modeline göre modellenmiş, elde edilen teorik sonuçlar deneysel sonuçlarla doğrulanmıştır.