Araştırma Makalesi

Kısmi Yük Koşullarında Dizel-Biyogaz Kullanılarak Çift Yakıtlı Dizel Motorun Enerji ve Ekserji Analizi

Sayı: 27 30 Kasım 2021
PDF İndir
EN TR

Kısmi Yük Koşullarında Dizel-Biyogaz Kullanılarak Çift Yakıtlı Dizel Motorun Enerji ve Ekserji Analizi

Öz

Artan enerji talebi ve bunu doğrultusunda aşırı fosil yakıt kullanımı dünyamızı olumsuz şekilde etkilemektedir. Alternatif yakıt kaynaklarından biyogaz, araçlar için de potansiyel bir alternatif yakıt olarak tanımlanmaktadır. Bu çalışma, deneysel olarak çift yakıtlı motor sisteminde 0,000125 kilogram/saniye debiyle simüle edilmiş biyogaz kullanılarak 1500 rpm sabit hızda, %25, %50 ve %75 kısmi motor yüklerinde direk enjeksiyonlu dizel motorun enerji ve ekserji analizlerini kapsamaktadır. Deney sonuçları, kısmi yükün artmasıyla enerji ve ekserji verimliği hem sadece dizel yakıt için hem de dizel-biyogaz yakıtı için artma eğilimi göstermiştir. Elde edilen faydalı iş her iki yakıt türü içinde %25, %50 ve %75 kısmi yüklemelerinde sırasıyla 1,60 kW, 3,20 kW ve 4,81 kW olarak belirlenmiştir. Dizel yakıt için, kısmi yüklemelere göre kayıp güç miktarı %25 yük için 5,18 kW, %50 yük için 7,99 kW ve %75 yükleme koşulunda 11,32 kW olarak hesaplanmıştır. Bu kayıplar, çift yakıtlı modda %25 yükleme için 8,04 kW, %50 yükleme oranında 9,91 kW ve %75 yüklemede ise 12,36 kW olarak elde edilmiştir. Kayıplardaki bu artış, biyogaz içerisinde bulunan %30 CO2’nin bulunması silindir içerisindeki oksijen konsantrasyonunu azaltmakta ve tam yanmanın gerçekleşememesiyle açıklanmıştır. Sadece dizel kullanılarak yapılan deneylerde sistemin enerji verimi %25, %50 ve %75 yüklemeler için sırasıyla %25,75, %29,40 ve %29,64 olarak bulunurken çift yakıtlı sistemde biyogaz eklenmesiyle enerji veriminde sırasıyla %18,01, %25,27, %27,97 olarak belirlenmiştir. Ekserji verimliliği ise dizel yakıtı kullanıldığında aynı yükleme koşulları için sırasıyla %22,96, %26,21 ve %26,43 olarak hesaplanırken, çift yakıtlı sistemde bu değerler %17,17, %23,59 ve %25,80 olarak bulunmuştur.

Anahtar Kelimeler

Teşekkür

Yazar bu çalışmayı gerçekleştirebilmesi için laboratuvar imkânlarını kullanmasına izin veren kıymetli hocalarına; Prof. Dr. Sebahattin Ünalan, Prof. Dr. Nafiz Kahraman ve Prof. Dr. Selahaddin Orhan Akansu’ya teşekkürlerini sunar.

Kaynakça

  1. Atelge, M. R., Atabani, A. E., Abut, S., Kaya, M., Eskicioglu, C., Semaan, G., ve ark. (2021). Anaerobic co-digestion of oil-extracted spent coffee grounds with various wastes: Experimental and kinetic modeling studies. Bioresource Technology, 322, 124470.
  2. Atelge, M. R., Krisa, D., Kumar, G., Eskicioglu, C., Nguyen, D. D., Chang, S. W., ve ark. (2020). Biogas Production from Organic Waste: Recent Progress and Perspectives. Waste and Biomass Valorization, 11(3), 1019-1040.
  3. Atelge, R. (2021). Türkiye'de Sığır Gübresinden Biyoyakıt Olarak Biyogaz Üretiminin Potansiyeli ve 2030 ve 2053 Yıllarında Karbon Emisyonlarının Azaltılmasına Öngörülen Etkisi. International Journal of Innovative Engineering Applications, 5(1), 56-64.
  4. Bari, S. (1996). Effect of carbon dioxide on the performance of biogas/diesel duel-fuel engine. Renewable Energy, 9(1), 1007-1010.
  5. Barik, D., Kumar, A., ve Murugan, S. (2018). Effect of Compression Ratio on Combustion Performance and Emission Characteristic of a Direct Injection Diesel Engine Fueled with Upgraded Biogas–Karanja Methyl Ester–Diethyl Ether Port Injection. Energy & Fuels, 32(4), 5081-5089.
  6. Barik, D., ve Murugan, S. (2014). Investigation on combustion performance and emission characteristics of a DI (direct injection) diesel engine fueled with biogas–diesel in dual fuel mode. Energy, 72, 760-771.
  7. Barik, D., ve Murugan, S. (2016). Experimental investigation on the behavior of a DI diesel engine fueled with raw biogas–diesel dual fuel at different injection timing. Journal of the Energy Institute, 89(3), 373-388.
  8. Bora Bhaskor, J., ve Saha Ujjwal, K. (2016). Theoretical Performance Limits of a Biogas–Diesel Powered Dual Fuel Diesel Engine for Different Combinations of Compression Ratio and Injection Timing. Journal of Energy Engineering, 142(2), E4015001.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

30 Kasım 2021

Gönderilme Tarihi

3 Temmuz 2021

Kabul Tarihi

9 Eylül 2021

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2021 Sayı: 27

Kaynak Göster

APA
Atelge, R. (2021). Kısmi Yük Koşullarında Dizel-Biyogaz Kullanılarak Çift Yakıtlı Dizel Motorun Enerji ve Ekserji Analizi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 27, 334-346. https://doi.org/10.31590/ejosat.961833

Cited By