Biyodizel içerisine metalik esaslı yakıt katkı maddesi ilavesinin motor performansı ve egzoz emisyonları üzerindeki etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, kanola yağından transesterifikasyon yöntemi kullanılarak biyodizel üretimi gerçekleştirilmiştir. Biyodizel dizel yakıtı içerisine %20 oranında ilave edilerek B20 yakıtı elde edilmiştir. B20 yakıtı içerisine 50 ppm, 100 ppm ve 150 ppm oranlarında karbon nanopartikül (karbon quantum nokta) ilave edilmiştir. Test yakıtlarının motor performans, yanma karakteristikleri ve emisyonları üzerine etkileri tek silindirli, dört zamanlı, su soğutmalı bir dizel motorunda incelenmiştir. Deneyler 2200 d/dk motor devrinde 4.12 Nm, 9,61 Nm, 15,10 Nm ve 20,60 Nm motor yüklerinde gerçekleştirilmiştir. Düşük motor yüklerinde dizel yakıtı ile daha fazla silindir basıncı ölçülürken, özellikle motor yükünün artması ile dizel yakıtı ve karışım yakıtlar arasında silindir basıncı açısından farkın azaldığı belirlenmiştir. Maksimum özgül yakıt tüketimi tüm motor yüklerinde B20 yakıtı ile elde edilirken, karbon nanopartikül ilavesi ile yakıt ekonomisinin iyileştiği gözlenmiştir. En düşük maksimum basınç artış oranı ve vuruntu yoğunluğu değerleri dizel yakıtı ile elde edilmiştir. Karbon nanopartikül ilavesi ile dizel yakıtına göre HC ve is emisyonlarında azalma, NOx ve CO emisyonlarında artışlar gözlenmiştir.

In this study, biodiesel was produced from canola oil using the transesterification method. B20 fuel was obtained by adding 20% of biodiesel to diesel fuel. Carbon nanoparticles (carbon quantum dots) were added to B20 fuel at the rates of 50 ppm, 100 ppm and 150 ppm. The effects of test fuels on engine performance, combustion characteristics and emissions were investigated in a single-cylinder, four-stroke, water-cooled diesel engine. The experiments were carried out at engine speed of 2200 rpm at engine loads of 4.12 Nm, 9.61 Nm, 15.10 Nm and 20.60 Nm. While more cylinder pressure was measured with diesel fuel at low engine loads, it was determined that the difference in cylinder pressure between diesel fuel and mixed fuels decreased with increasing engine load. While maximum specific fuel consumption was achieved with B20 fuel at all engine loads, it was observed that fuel economy improved with the addition of carbon nanoparticles. The lowest maximum pressure rise rate and knock intensity values were obtained with diesel fuel. With the addition of carbon nanoparticles, a decrease in HC and soot emissions, and an increase in NOx and CO emissions were observed compared to diesel fuel.