Stabilize Yakıt Kullanımının Direkt Enjeksiyonlu Bir Dizel Motorunun NO Emisyon Oluşumuna Etkilerinin İncelenmesi

Year 2019, , 2156 - 2165, 31.07.2019

Vezir Ayhan , İdris Cesur

https://doi.org/10.29130/dubited.575123

Abstract

Dizel motorlarının çalışma prensibi gereği sıkıştırma oranları ve hava fazlalık katsayıları yüksektir. Bu sayede termik verimleri ve özgül yakıt tüketimleri düşüktür. Sıkıştırma oranın yüksek olması sonucunda yanma sonucu silindir içi gaz sıcaklığı oldukça yüksek seviyelere ulaşmaktadır. İçten yanmalı motorlarda azot oksit emisyonlarının oluşmasına neden olan en önemli faktörler silindir içi ulaşılan maksimum sıcaklık ve hava fazlalık katsayısıdır. Dizel motorlarında bu faktörlerin her ikisinin de yüksek olması azot oksit oluşum miktarını arttırmaktadır. Dizel motorlarında silindir içi maksimum gaz sıcaklığının düşürülmesi ve NO emisyonlarının azaltılması için uygulanan en etkili yöntemlerden biri motor silindirine suyun gönderilmesidir. Bu çalışmada, direkt enjeksiyonlu bir dizel motorunda farklı kütlesel oranlarda emülsiyon yakıt kullanımın NO oluşum hızına etkileri incelenmiştir. Bu çalışmada, direkt enjeksiyonlu bir dizel motorunda farklı kütlesel oranlarda emilsife yakıt kullanımın NO oluşum hızına etkileri deneysel olarak incelenmiştir Çalışma sonucunda, emülsiyon yakıt kullanımın NO oluşum hızını azalttığı ve NO emisyonlarında yakıt içerisindeki su oranı arttıkça azalmaların da arttığı tespit edilmiştir.

Keywords

Emülsife Yakıt, Dizel Motor, NO, No Oluşumu

Investigation of the Effects of the Use of Stabilized Emulsion Fuel on the NO Emission Formation of a DI Diesel Engine

Abstract

Due to the operating principle of diesel engines, compression ratios and excess air coefficient are high. By this means, their thermal efficiency and specific fuel consumption are low. As a result of the high compression ratio, gas temperature which in the cylinder reaches to very high levels. The most important factors that cause the formation of nitrogen oxide emissions in internal combustion engines are the maximum temperature and excess air coefficient within the cylinder. Both of these factors in diesel engines increase the amount of nitrogen oxide formation. In diesel engines, one of the most effective methods for reducing the maximum gas temperature inside the cylinder and reducing NO emissions is to send water to the engine cylinder. In this study, the effects of different fuel absorption rates on the rate of NO formation were investigated in a direct injection diesel engine. At the same time, the effects of using emulsion fuel on NO emissions were examined as a result of experimental studies. As a result of the study, it was determined that the use of emulsion fuel decreases speed of NO formation and the decreases NO emissions as the ratio of water in the fuel increases. 

Keywords

Emulsion Fuel, Diesel Engine, No, No Information

References

• [1] J. E. Dec, “Advanced compression–ignition engines – understanding the incylinder processes,” In: Proc. Combust. Inst, vol. 32, pp. 2727–2742, 2009. [2] K. Akihama, Y. Takatori, K. Inagaki, S.Sasaki, A.M. Dean, A.M., “Mechanism of the smokeless rich diesel combustion by reducing temperature,” SAE paper No 2001-01-0655. 2001. [3] D.Ganesh, G.Nagarajan, “ Homogeneous charge compression ignition (HCCI) combustion of diesel fuel with external mixture formation”, Energy, vol. 35, pp. 148–157, 2010. [4] G. Kokkulunk, E. Akdogan, V. Ayhan, “Prediction of emissions and exhaust temperature for direct injection diesel engine with emulsified fuel using ANN,” Turkish Journal Of Electrical Engineering And Computer Sciences, vol. 21, pp. 2141-2152, 2013. [5] V. Ayhan, “ The Effects of Emulsified Fuel on the Performance and Emission of Direct Injection Diesel Engine,” Journal of Energy Engineering, vol. 139, p. 91, 2013. [6] V.Ayhan, S.Tunca, “Experimental investigation on using emulsified fuels with different biofuel additives in a DI diesel engine for performance and emissions”, Applied Thermal Engineering, pp.841-854 -2018. [7] V. Ayhan, “Bir dizel motoruna buhar enjeksiyonunun NOx ve is emisyonlarına etkisinin araştırılması”, Doktora tezi, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Eğitimi, Sakarya, 2009. [8] V. Ayhan, “Direkt enjeksiyonlu bir dizel motoruna buhar ve farklı yöntemlerle su gönderiminin performans ve NOx emisyonlarına etkilerinin incelenmesi,” SAÜ Fen Bil Der, c. 20, s. 3, ss. 463-471, 2016. [9] G. Rideout, N. Meyer, “Study of the Effects of Multiple Emissions Reduction Technologies on the Exhaust Emissions of Marine Diesel Engines “, Marine Vessel Exhasut Emission Program, Transportaion Development Center, Canada, 2003. [10] N.Samec, R.W.Dıbble, J.Y. Chen, A. Pagon, “Reduction of NOX and Soot Emission by Water Injection During Combustion in a Diesel Engine”, FISITA Seoul, Korea, 2000. [11] N.Samec, R.W.Dıbble, “The Strategies for Reducing Emission from Heavy Duty Diesel Vehicles”, Urban Transport , Cambridge, UK, 2000. [12] A. Lif, K. Holmberg, “Water-in-Diesel Emulsions and Related Sytems”, Advanges in Colloid and Interface Science, pp. 231-239, 2006. [13] J. P. Mello, A. M. Mellor, “ NOx emissions from direct injection diesel engines with water/steam dilution”, SAE paper 1999-01-0836. [14] F.Bedford, C. Rutland, P.Dittrich, A.Raab, F.Wireleit, “Effects of Direct Water Injection on DI Diesel Engine Combustion”, SAE paper 01-2938,2000. [15] M.Y.E.Selim, S.M. Elfeky, “Effects of diesel/water emulsion on heat flow and thermal loading in a precombustion chamber diesel engine”, Applied Thermal Engineering, vol. 21, pp. 15651582, 2001. [16] M.Christensen, B.Johansson, “Homogeneous charge compression ignition with water injection”, SAE paper, 1999-01-0182. [17] K.P. Duffy, A.M. Mellor, “Further developments on a characteristic time model for NOx emissions from diesel engines”, SAE paper 982460, 1992. [18] C.A.Canfield, “Effects of Diesel-Water Emulsion Combustion on Diesel Engine NOx Emissions” , Master of Science, University of Florida, 1999. [19] F.L.Dryer,“Water addition topractical combustion system sconceptsand applications,”16th Symposium International on Combustion, TheCombustionInstitute, pp. 321–336, 1976.