Determination of Effects a Diesel Engine Performance and Emission Characteristics of Canola Oil

Abstract

The aim of this research is to determine the effects of a diesel engine performance and emission characteristics of canola oil in one cylinder diesel engine. For this purpose, a diesel engine of a rated power 5,5 kW, having direct injection and 4 stroke cycle, were used. Studies are based on two main parts in this researh. In the first part, canola oil is blended to diesel fuel % 20, 40, 60 , 80 % by volume than emission and engine tests were done. In the second part, canola oil methyl ester is produced by transesterification method and used in emission and engine test. During the tests, torque, emission values and fuel consumption were measured with respect to the engine speed. The consumption of fuel specific and hourly are determined by calculation method. Compared with diesel fuel the values of engine moment andpower increased a little bit when canola oil methyl ester was used. The values of engine moment and power were higher that canola oil, the viscosity and density values of oil are decrased and canola oil shows similar properties with diesel fuel. Tests with canola oil showed that the colour of smoke was dark. However, smoke density getssmaller values when oil acid methyl ester was used instead of smoke blended fuel. It was observed that CO2 , CO and O2values of fuels with methyl ester. As a result, canola oil methyl esters have very close performance values of diesel fuels

Keywords

• Biodiesel,canola oil,engine performance,blend,transesterification,emission

Kanola Yağının Diesel Motorunun Performansına ve Emisyon Karakteristiklerine Etkilerinin Belirlenmesi

Öz

Bu araştırmanın amacı, yakıt olarak kullanılan kanola yağının tek silindirli bir dizel motorunun performansına ve emisyon karakteristiklerine etkilerinin belirlenmesidir. Bu amaçla, direkt püskürtmeli, 5,5 kW anma gücünde 4 zamanlı bir dizel motor kullanılmıştır. Araştırmada çalışmalar iki ana bölümden oluşmuştur. Birinci bölümde kanola yağı dizel yakıtına hacimsel olarak % 20, 40, 60, 80 oranlarında karıştırılarak seyreltilmiş, daha sonra emisyon ve motor denemeleri yapılmıştır. İkinci bölümde ise, transesterifikasyon ile kanola yağı metil esteri elde edilmiş, emisyon ve motor denemeleri gerçekleştirilmiştir. Denemelerde devir sayılarına bağlı olarak, dönme momenti, emisyon değerleri ve yakıt tüketim değerleri ölçülmüştür. Kanola yağı kullanımı ile motor momenti ve gücünde dizel yakıtına kıyasla az da olsa düşüşlerin meydana geldiği, yağ asidi metil esteri kullanımı ile moment ve gücün ham kanola yağlarına oranla daha yüksek olduğu ve dizel yakıtına daha yakın olduğu belirlenmiştir. Transesterifikasyon yönteminin kanola yağına uygulanması sonucu bitkisel yağların viskozitelerinin ve özgül ağırlıklarının azaldığı belirlenmiştir. Bu özellikleri ile kanola yağı metil esteri dizel yakıtına daha yakın özellikler göstermiştir. Kanola yağı ile yapılan testlerde duman koyuluğunun dizel yakıtına oranla daha yüksek olduğu, fakat yağ asidi metil esterinin kullanımı ile duman yoğunluğunun seyreltme yöntemi ile elde edilen yakıtlara oranla daha düşük olduğu belirlenmiştir. Karışımlı ve metil ester yakıtların CO2 , CO ve O2 değerleri de belirlenmiştir. Sonuç olarakkanola yağı metil esterinin dizel yakıtına daha yakın değerlere sahip olduğu görülmüştür

Anahtar Kelimeler

• Biyodizel,kanola yağı,motor performansı,seyreltme,yeniden esterleme,emisyon

References

1. Alibaş, K. ve Y. Ulusoy. 1995. Bitkisel yağların Diesel motorlarda yakıt olarak kullanım olanakları. Tarımsal Mekanizasyon 16. Ulusal Kongresi Bildiriler: 147. 5-7 Eylül 1995 Bursa.
2. Demirbas, A. 2001. Biodiesel from vegetable oils via tranesterification in supercritical methanol. Conversion and Management 1620. Energy
3. Demirbas, A. 2002. Biodiesel fuels from vegetable oil via catalytic and non – catalytic supercritical alcohol transesterifications and other methods : a survey. Energy Conversion and Management 44 (13): 2093 – 2109.
4. Eliçin, A. K. 2005. Yakıt olarak kullanılan fındık yağı ile küçük güçlü bir diesel motorunun performans karakteristiklerinin belirlenmesi. Ankara Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek lisans Tezi. Ankara.
5. Encinar, J. M., J. F. Gonzalez, J. J. Rodrigez and A. Tejedor 2002. Biodiesel fuels from vegetable oils, transesterification of Cyrana cardunculus L. oils with ethanol. Energy Fuels 16: 443-50.
6. Erdogan, D. 1991. Bitkisel yağların dizel motorlarında yakıt olarak kullanılması. Tarımsal Mekanizasyon 13.Ulusal Kongresi, Bildiri Kitabı, 25 – 27 Eylül 1991, Konya.
7. Erdoğan, D. ve A. A. Mohammed. 1997. Yakıt Olarak Kullanılan Bazı Bitkisel Yağların Dizel motor Performanslarına Etkileri. Tarımsal Mekanizasyon 17. Ulusal Kongresi, Bildiri Kitabı, 17 – 19 Eylül 1997, Tokat.
8. Gürleyük, S. S. 2003. http://www.arsiv.emo.org tr/kartus01/sempozyumlar/yeksem. Erişim Tarihi: 16.11.2005.

9. Kusdiana, D. and S. Saka. 2000. A Novel process of the biodiesel fuel production in supercritical methanol. 1st World conference and exhıbition on biomass for energy and ındustry, 1: 563-566, 5-9 June 2000, Sevilla, Spain.
10. Oğuz, H. ve H. Öğüt 2001. Tarım traktörlerinde bitkisel kökenli yağ kullanımı. Selçuk-Teknik Online Dergisi, ISSN 1302-6178, Vol : 2, No : 2.
11. Oğuz, H. 2004. Tarım kesiminde yaygın olarak kullanılan dizel motorlarında fındık yağı biyodizelinin yakıt olarak kullanım imkanlarının incelenmesi. Selçuk Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü. Doktora Tezi. Konya.
12. Purcell, D. L., B. T. Mc Clure, J. Mc Donald and H. N. .Basu 1996. Transient testing of soy methyl ester fuels in an indirect injection, compression ignition engine. JAOCS Journal of The American Oil Chemistst Society 73: 38- 388.
13. TSE 11365/Nisan 1994 Egzoz Gazı Kirleticileri – Trafikteki Dizel Motorlu Taşıtlar İçin Ölçüm Metodu ve Sınır Değerleri. Ankara.
14. Ulusoy, Y. and K. Alibas. 1999. Using various vegetable oil as alternative fuel in diesel engine. 7th International Congrees on Agricultural Mechanization and Energy, 297 – 301, 26 – 27 May 1999.
15. Ulusoy, Y. ve K. Alibaş. 2002. Dizel motorlarda biyodizel kullanımın teknik ve ekonomik olarak incelenmesi. Uludağ Üniv. Ziraat Fak. Dergisi 16: 37-50 s.Bursa.