-

Abstract

Because of the increasing energy need and pollution in spark plug motors LPG (Liquefied Petroleum Gas), CNG (Combustion Natural Gas), hydrogen and alcohols as alternative fuels are used beside gasoline and other type of fuels. Today, gases have significant role as alternative fuels since they are less expensive and contaminating. In this study, the feasibility of acetylene gas in a spark ignition engine as an alternative fuel in terms of exhaust emissions is experimentally investigated. A motor that is internal combustion gasoline, single-cylinder, four stroke, compression ratio, 8/1, and the maximum engine speed 3600 rev/min has been used during the experiment. However, in the experiment, between 1600 rev/min and 3200 rev/min, increasing 400 rev/min, addition of acetylene gas in exhaust emissions in proportion %20 and %30 percent has been researched. At the end of the analyzing, it has been observed that %20 and %30 addition of acetylene gas has worsen the combustion. Besides, in exhaust gas temperature, in HC, CO, CO2 and NOx emissions various ratios of decreases have been resulted

Keywords

• Acetylene gas, Alternative fuel, Exhaust emissions, reducing pollution

Buji Ateşlemeli Motorlarda Yakıta Asetilen Gazı İlavesinin Egzoz Emisyonlarına Etkisinin Deneysel Analizi

Abstract

Artan enerji ihtiyacı ve çevre kirliliği nedeniyle buji ateşlemeli motorlarda benzin ve bunların yanında alternatif yakıt olarak LPG (Sıvılaştırılmış Petrol Gazı), CNG (Sıkıştırılmış Doğal Gaz), hidrojen ve alkoller kullanılmaktadır. Maliyetlerinin az olması, çevreye daha az kirlilik vermesi nedeniyle, gazlar alternatif yakıt olarak günümüzde önemli bir yer tutmaktadır. Bu çalışmada asetilen gazının buji ateşlemeli bir motorda, egzoz emisyonları bakımından alternatif bir yakıt olabilirliği deneysel olarak araştırılmıştır. Deneyin yapılması sırasında içten yanmalı benzinli, tek silindirli, dört zamanlı, sıkıştırma oranı 8/1, maksimum motor devri 3600 d/d olan bir motor kullanılmıştır. Deney ise; 1600 d/d ile 3200 d/d arasında, 400 d/d artırılarak, silindir içerisine kütlesel olarak %20 ve %30 oranlarında asetilen gazı ilavesinin egzoz emisyonlarına etkisi araştırılmıştır. İncelemeler sonucunda, %20 ve %30 asetilen gazı ilavesinin yanmayı kötüleştirdiği gözlemlenmiştir. Ayrıca egzoz gazı sıcaklığında, HC, CO, CO2 ve NOx emisyonlarında farklı oranlarda azalmalar tespit edilmiştir.

Keywords

• Asetilen gazı, alternatif yakıt, egzoz emisyonları, çevre kirliliğinin azaltılması

References

1. IEA. 2011. World Crude Oil and Natural Gas Reserves, International Energy Annual, March, http://www.eia.doe.gov/international/reserves.html, (Erişim Tarihi: 01.07.2014).
2. Yüksel F. ve Yüksel B. 2002. Engine Performance and Pollution Emission of an SI Engine Using Ethanol-Gasoline Blended Fuels, Atmosferic Environment, 10: 36-403.
3. Pulkrabek W. 2001. Engineering Fundamentals of the Internal Combustion Engine, John Wiley &Sons, New York, ABD.
4. Wayne State University Resource Group. 2004. Cold Start Hydrocarbon (HC) Emissions in Gasoline Engines, http://dspace.mit.edu/handle/1721.1/36191, (Erişim Tarihi: 01.07.2014)
5. Karana S. 2003. The Effects of Cold Intake Temperatures on the Combustion of Gaseous Fuels in a Dual Fuel Engine, Ms Thesis, University of Calgary, Canada.
6. Ültanır M. Ö. 1997. Temiz Enerji Olarak Hidrojen Yakıtı ve Teknolojisi, Türkiye 7. Enerji Kongresi, Teknik Oturum Tebliğleri, Cilt:3, Ankara.
7. Şen Z. and Şahin A. 1996. Future Prospects of Fosil and Alternative Energy Sources, Proceedings of the First International Energy and Environment Symposium, 29-31, Trabzon.
8. Rahman A. 1998. On the Emissions from Internal-Combustion Engines, International Journal of Energy Research, 22: 483-513.

9. Nichols R. 1982. Application of Alternative Fuels, SAE Paper No:821573.
10. Rakopoulos C. D., Kosmadakis G. M., Demuynck J., Paepe M. D., Verhelst S. 2011. A Combined Experimental and Numerical Study of Thermal Processes, Performance and Nitric Oxide Emissions in a Hydrogen-Fueled Spark-Ignition Engine, Fuel and Energy Abstracts, 36(8):5163-5180.
11. Shudo T, Nabetani S. 2001. Analysis of Degree of Constant Volume and Cooling Loss in a Hydrogen Fuelled SI Engine. Trans SAE. J Fuels Lubricants .SAE Paper no. 01- 3561.
12. Rakopoulos C. D., Kosmadakis G. M., Pariotis E. G. 2010. Evaluation of a Combustion Model for the Simulation of Hydrogen Sparkignition Engines Using a CFD Code, International Journal of Energy Research, 35 (22): 12545-12560.
13. Knowles D. 1984. Alternative Fuels, Reston Publishing Company, Virginia.
14. Thiring R. H. 1996. Alternative Fuels For Spark Ignition Engines, SAE Paper No:831685.
15. Changwei J., Wang S. 2009. Effect of Hydrogen Addition on Combustion and Emissions Performance of a Spark Ignition Gasoline Engine at Lean Conditions, International journal of hydrogen energy, 34: 7823-7834.
16. Verhelst P., Maesschalck N., Rombaut R. 2009. Efficiency Comparison Between Hydrogen and Gasoline, on a Bi-Fuel Hydrogen/Gasoline Engine, International journal of hydrogen energy, 34: 2504-2510.
17. Saleel I., Mehta P. S. 2011. Second Law Analysis of Hydrogen Air Combustion in a Spark Ignition Engine, International journal of hydrogen energy, 36 (1): 931-946. Aktaş A., Doğan O. 2010. Çift Yakıtlı Bir Dizel Motorda LPG Yüzdesinin Performans ve Emisyonlara etkisi, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 25 (1):171- 178.
18. Lakshmanan T., Nagarajan G. 2010. Experimental Investigation on Dual Fuel Operation of Acetylene In a DI Diesel Engine, Fuel Processing Technology, 496–503.
19. Lakshmanan T., Nagarajan G. 2010. Experimental Investigation of Timed Manifold Injection of Acetylene in Direct Injection Diesel Engine in Dual Fuel Mode, Energy, 35: 3172-3178.
20. Meslekî Eğitim ve Öğretim Sisteminin Güçlendirilmesi Projesi (MEGEP). 2011. Temel Kaynak 1, http://megep.meb.gov.tr/mte_program_modul/modul_pdf/521MMI079.pdf, (Erişim Tarihi: 01.07.2014)
21. Meslekî Eğitim ve Öğretim Sisteminin Güçlendirilmesi Projesi (MEGEP). 2011. Temel Oksi- Asetilen (Erişim Tarihi: 01.07.2014)
22. http://cygm.meb.gov.tr/.../tesisat/.../temel_oksi_asetilen_kaynagi.pdf,
23. Yıldırım D. 1964. Buharlı Oksijen Kaynağı Kitabı, Ajans Türk Matbaası, Ankara.
24. Alternative Fuels Data Center, Alternative Fuels Descriptions and Information. 2003. 2-4.
25. http://www.mtbtr.com/haber/haber.asp?kayitno=169, (Erişim Tarihi: 04.03.11).
26. Abdel-Rahman A. A. 1998. On The Emissions from Internal-Combustion Engines: A Review, International Journal of Energy Research, 22: 483-513.
27. Borman G. L. and Ragland K. W. 1998. Combustion Engineering, McGraw-Hill, New York.
28. Saraçoğlu S., Borat O., Gönülata B. 1977. Hava, Kirlenmesi ve Kontrol Tekniği, Marmara Bölgesinde Çevre Kirlenmesi Semineri, İstanbul Ticaret Odası Seminerler Dizisi No:1, Ağaoğlu Kitabevi, 27-30, İstanbul.
29. Stone R. 1989. Vehicle Fuel Economy, Macmillan Educational Ltd., Houndsmills.
30. Sakarya Üniversitesi. 2011. Motorlu Taşıtlar ve Adapazarı’nda Motorlu Taşıtlardan Emisyonların http://www.sahakk.sakarya.edu.tr/documents/raporlar/motorlu-tasitlar-ve-emisyonlari.pdf, (Erişim Tarihi: 01.07.2014) Envanterleşmesi.
31. Kutlar A., Ergeneman M., Arslan H. 1998. İçten Yanmalı Motorlarda Egzoz Emisyonları, Birsen Yayınevi, 38-40, İstanbul.
32. Kodah Z., Soliman S. 2000. Combustion in a Spark Ignition Engine, Applied Energy, 66: 237-250.
33. Ashok V., Sikander M., Khan N. I. 2006. Experımental Investigation On Use Ofwelding Gas (acetylene) On SI Engine, Proceedings of AER Conference, IIT Mumbai, India, 422-427.
34. Sürmen A., Karamangil M. İ., Arslan R. 2004. Motor Termodinamiği, Aktüel Yayınları, 170- 180, İstanbul.
35. Şen Z. and Şahin A. 1996. Future Prospects of Fosil and Alternative Energy Sources, Proceedings of The First International Energy and Environment Symposium, July 8-12, 29- 31, Trabzon.