Cynara Cardunculus’dan Üretilen Biyodizel Ve Karışımlarının İçten Yanmalı Motorların Yanma Karakteristikleri Ve Emisyonları Üzerine Etkilerinin İncelenmesi

Year 2020, Volume: 7 Issue: 3, 1275 - 1292, 30.09.2020

Hüseyin Köse Mustafa Acaroğlu

https://doi.org/10.31202/ecjse.716902

Abstract

Cynara cardunculus, çok yıllık bir Akdeniz bitkisidir. Cynara cardunculus, ülkemizde ve dünyada insanların gıda olarak kullanmadığı, su ihtiyacının az olması, veriminin yüksek olması ve ülkemizde tarım dışı arazilerde bile yetiştirilebilmesi nedeniyle sürdürülebilirlik noktasında oldukça büyük öneme sahip, bir C4 enerji bitkisidir. Bu çalışmada cynara cardunculus tohumu yağı metil esteri içeren karışımların modifiye edilmiş, 4 silindirli, turboşarjlı, ve common railli direk enjeksiyonlu bir sıkıştırma ile ateşlemeli (CI) motorda motor performans, emisyon ve yanma karakteristiklerine etkileri araştırılmıştır. Yakıt olarak, dizel (D100), biyodizel (B100) ve biyodizel-dizel (B5-B7) yakıt ve karışımları kullanılmıştır. Testler tam yükte farklı motor devirlerinde yapılmıştır.
Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda; maksimum motor gücü (44.7 kW) ve torku (169.68 Nm) B7 yakıt karışımımda elde elde edilirken en yüksek termik verim 2000 dev/dak’da %39 ile B5 yakıt karışımında elde edilmiştir. En düşük ÖYT 2000 dev/dak’da D100 yakıtı ve B5 yakıt karışımında sırasıyla 217.71 g/kWh ve 216.58 g/kWh ile elde edilmiştir. Maksimum silindir basınç değeri 3000 dev/dak.’da B7 yakıt karışımında 100.62 bar olarak elde edilmiştir. Maksimum ısı salınımı oranı 2000 ve 3000 dev/ dak. en yüksek ısı salınım oranı sırasıyla 522.89 kj/m3deg ve 576.12 kj/m3deg ile D100 yakıt karışımında elde edilmiştir.

Keywords

Cynara Cardunculus, , biyodizel, silindir basıncı, ısı salınım oranı

Supporting Institution

Selçuk Üniversitesi BAP

Project Number

16101008

References

• Eliçin, A. K., , Biyodizel Yakıtla Çalıştırılan Küçük Güçlü Bir Dizel Motorun Performans Ve Emisyonuna Giriş Hava Basıncı Etkisinin Deneysel Olarak Araştırılması, Doktora, Ankara Üniversitesi, 2010, 1-10
• Sezgin, B., Bilen, K. ve Çelik, V., Bir Dizel Motorun Doğal Gazla Çalışır Hâle Getirilmesi Ve Dönüştürülmüş Motorun Performans Ve Egzoz Emisyonunun Deneysel Analizi, Mühendis ve Makine, 2013, 54 (642), 41-51.
• Kelen, F., (2014), Motorlu Taşıt Emisyonlarının İnsan Sağlığı Ve Çevre Üzerine Etkileri,, Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi/ Journal of The Institute of Natural & Applied Sciences, 19(1-2), 80-87.
• Akansu, S. O., Kahraman, N. ve Çeper, B. A., (2007), Hidrojen Yakıtının İçten Yanmalı Motorlarda Uygulanması, P. N. 104M413
• Çeper, B. A., (2009), Hidrojen-doğal gaz karışımlarının içten yanmalı motorlarda kullanılması, Doktora, Erciyes Üniversitesi, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, 1-10.
• Bouriazos, A., Ikonomakou, E. ve Papadogianakis, G.,(2014), Aqueous-phase catalytic hydrogenation of methyl esters of Cynara cardunculus alternative low-cost non-edible oil: A useful concept to resolve the food, fuel and environment issue of sustainable biodiesel, Industrial Crops and Products, 52, 205-210.
• Gominho, J. Lourenço, A., Palma, P., Lourenço, M.E., Curtc, M.D., Fernándezc, J., Pereiraa, H., (2011), Large scale cultivation of Cynara cardunculus L. for biomass production—A case study, Industrial Crops and Products 33, 1–6
• Pasqualıno, J. C., (2006), Cynara Cardunculus As An Alternatıve Crop For Bıodıesel Productıon, Unıversıtat Rovıra I Vırgılı, 2006, 1-226.
• Rakopoulos, C. D., Antonopoulos, K. A., Rakopoulos, D. C., Hountalas, D. T. ve Giakoumis, E. G., (2006), Comparative performance and emissions study of a direct injection diesel engine using blends of diesel fuel with vegetable oils or bio-diesels of various origins, Energy Conversion and Management, 47, 3272–3287.
• Abu-Hamdeh, N. H. ve Alnefaie, K. A., (2015), A comparative study of almond and palm oils as two bio-diesel fuels for diesel engine in terms of emissions and performance, Fuel, 150, 318–324.
• Ilkılıç, C., Çılgın, E. ve Aydın, H., 2015, Terebinth oil for biodiesel production and its diesel engine application, Journal of the Energy Institute, 88, 292-303
• Abedin, M. J., Masjuki, H. H., Kalam, M. A., Sanjid, A., Rahman, S. M. A. ve Fattah, I. M. R., (2014), Performance, emissions, and heat losses of palm and jatropha biodiesel blends in a diesel engine, Industrial Crops and Products, 59, 96–104.
• Buyukkaya, E., (2010), Effects of biodiesel on a DI diesel engine performance, emission and combustion characteristics, Fuel, 89 (10), 3099-3105.
• M. Fathi, R. Khoshbakhti Saray, M. David Checkel, (2010), Detailed approach for apparent heat release analysis in HCCI engines, Fuel, 89 2323-2330
• M. Çelik, İ. Örs, C. Bayindirli, M. Demiralp, (2017), Experimental investigation of impact of addition of bioethanol in different biodiesels, on performance, combustion and emission characteristics, Journal of Mechanical Science and Technology, 31 5581-5592.
• Özer, S., Vural, E. ve Özdalyan, B., (2011), Dizel Motorlarında Kanola Yağı Metil Esteri - Dizel Yakıtı Karışımlarının Motor Performansına ve Egzoz Emisyonlarına Etkileri, Taşıt Teknolojileri Elektronik Dergisi (TATED)
• Gumus, M., Sayin, C. ve Canakci, M., 2012, The impact of fuel injection pressure on the exhaust emissions of a direct injection diesel engine fueled with biodiesel–diesel fuel blends, Fuel, 95, 486-494.
• Mofijur, M., Masjuki, H. H., Kalam, M. A. ve Atabani, A. E., (2013), Evaluation of biodiesel blending, engine performance and emissions characteristics of Jatropha curcas methyl ester: Malaysian perspective, Energy, 55, 879-887.
• Qi, D. H., Geng, L. M., Chen, H., Bian, Y. Z., Liu, J. ve Ren, X. C., (2009), Combustion and performance evaluation of a diesel engine fueled with biodiesel produced from soybean crude oil, Renewable Energy, 34 (12), 2706-2713
• Qi, D. H., Chen, H., Geng, L. M. ve Bian, Y. Z., (2010), Experimental studies on the combustion characteristics and performance of a direct injection engine fueled with biodiesel/diesel blends, Energy Conversion and Management, 51 (12), 2985-2992.
• Özener, O., Yüksek, L., Ergenç, A. T. ve Özkan, M., (2014), Effects of soybean biodiesel on a DI diesel engine performance, emission and combustion characteristics, Fuel, 115, 875-883
• Nabi, M. N., Rahman, M. M. ve Akhter, M. S., (2009), Biodiesel from cotton seed oil and its effect on engine performance and exhaust emissions, Applied Thermal Engineering, 29 (11-12), 2265-2270.
• Xue, J., Grift, T. E. ve Hansen, A. C., (2011), Effect of biodiesel on engine performances and emissions, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15 (2), 1098-1116. Selvam, D. J. P. ve Vadivel, K., 2012, Performance and Emission Analysis of DI Diesel Engine Fuelled with Methyl Esters of Beef Tallow and Diesel Blends, Procedia Engineering, 38, 342-358.
• Varatharajan, K. ve Cheralathan, M., (2012), Influence of fuel properties and composition on NOx emissions from biodiesel powered diesel engines: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16 (6), 3702-3710.
• Gharehghani, A., Mirsalim, M. ve Hosseini, R., (2017), Effects of waste fish oil biodiesel on diesel engine combustion characteristics and emission, Renewable Energy, 101, 930-936. Behçet, R., Oktay, H., Çakmak, A. ve Aydin, H., (2015), Comparison of exhaust emissions of biodiesel–diesel fuel blends produced from animal fats, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 46, 157-165.
• Özener, O., Yüksek, L., Ergenç, A. T. ve Özkan, M., (2014), Effects of soybean biodiesel on a DI diesel engine performance, emission and combustion characteristics, Fuel, 115, 875-883.
• Xue, J., (2013), Combustion characteristics, engine performances and emissions of waste edible oil biodiesel in diesel engine, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 23, 350-365.
• Özsözen, A. N. ve Çanakçı, M., (2009), Biyodizel ve Karışımlarının Kullanıldığı bir Dizel Motorda Performans ve Emisyon Analizi, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 15 (2), 173-18