Bir Dizel Motorda Mısır Yağı Biyodizeli Kullanımının Termodinamik Analizi

Yıl 2017, Cilt: 5 Sayı: 2, 87 - 97, 25.06.2017

Abdülvahap Çakmak , Atilla Bilgin

Öz

Termodinamik analiz (enerji ve
ekserji analizi) ile içten yanmalı motorların performans değerlendirmesi daha
etkili şekilde yapılabilir. Sunulan bu çalışmada, tek silindirli bir dizel motorunda
yakıt olarak mısır yağı metil esteri kullanımı, termodinamik açıdan
incelenmiştir. Tam yük (%100) ve 2000 d/dk çalışma şartında motorda saf mısır
yağı biyodizeli ve saf dizel yakıtı kullanılarak gerçekleştirilen motor
deneylerinden termodinamik analiz için gerekli veriler sağlanmıştır. Çalışmadan
elde edilen sonuçlara göre motorda yakıt olarak mısır yağı biyodizeli kullanıldığında
motorun özgül yakıt tüketimi, %11,89 oranında artarken, motorun özgül enerji tüketimi
%2,25 oranında azalmıştır. Her iki yakıt kullanımında motorun ikinci yasa
verimi aynı olmasına rağmen biyodizel kullanımında motorun birinci yasa verimi
%0,76 oranında artmıştır. Toplam ekserji yıkımı dizel yakıtı ve biyodizel için
sırasıyla 6,77 kW ve 6,67 kW olarak hesaplanmıştır. Termodinamik açıdan bir
değerlendirme yapıldığında mısır yağı biyodizelinin dizel motorları için uygun
bir alternatif yakıt olduğu söylenebilir.

Anahtar Kelimeler

Mısır yağı biyodizeli, Dizel motoru, Termodinamik analiz

Kaynakça

• Reitz, R.D., “Directions in Internal Combustion Engine Research”, Combustion and Flame, 160, 1-8, 2013.
• Ghaudhari, S.G., Modi, M.A., Patel, T.M. and Rathod, G.P., “Exergy Analysis of Compression Ignition Engine Using Biodiesel Blend: Effect of Compression Ratio and Injection Pressure, IOSR Journal of Engineering (IOSRJEN), 6, 13-19, 2016.
• Shukla, P.C., Gupta, T., Labhsetwar, N.K. and Agarwal, A.K., “Trace metals and ions in particulates emitted by biodiesel fuelled engine”, Fuel, 188, 603-609, 2017.
• Sharma, Y.C. and Singh, V., “Microalgal Biodiesel: A possible solution for India’s energy security”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 67, 72-88, 2017.
• Mojifur, M., Rasul, M.G. and Hyde, J., “Recent Developments on Internal Combustion Engine Performance and Emissions Fuelled with Biodiesel-Diesel-Ethanol Blends”, Procedia Engineering, 105, 568-664, 2015.
• Ghazali, W.N.M.W., Mamat, R., Masjuki, H.H. and Najafi G., “Effects of biodiesel from different feedstock on engine performance and emissions: A review”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 51, 585-602, 2015.
• Kumar, N., Varun, Chauhan, S.R., “Performance and emissions characteristics of biodiesel from different origins: A review”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 21, 633-658, 2013.
• Lin, B. F., Huang, J.H. and Huang, D.Y., “Experimental study of the effects of vegetable oil methyl ester on DI diesel engine performance Characteristics and pollutant emissions, Fuel, 88, 1779-1785, 2009.
• Fazal, M.A., Haseeb, A.S.M.A. and Masjuki, H.H., “Biodiesel Feasibility Study: An Evaluation of Material Compatibility; Performance; Emission and Engine Durability”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15, 1314-1324, 2011.Abdülvahap ÇAKMAK, Atilla BİLGİN / GU J Sci, Part C, 5(2):87-97 (2017) 97
• Rosen, M. A. and Dincer, I., “Exergy as the Confluence of Energy, Environment and Sustainable Development”, International Journal of Exergy, 1, 3-13, 2001.
• Gülüm, M., Bilgin, A. ve Çakmak, A., “Sodyum hidroksit (NaOH) ve Potasyum hidroksit (KOH) Kullanılarak Üretilen Mısır Yağı Biyodizellerinin Optimum Reaksiyon Koşullarının Karşılaştırılması”, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 30 (3), 503-511, 2015.
• Canakcı, M., “Combustion Characteristics of a Turbocharged DI Compression Ignition Engine Fuelled With Petroleum Diesel Fuels and Biodiesel”, Biosource Technology, 98, 1167-1175, 2007.
• Kopac, M. and Kokturk, L., “Determination of Optimum Speed of an Internal Combustion Engine by Exergy Analysis”, International Journal of Exergy, 2(1) 40-52, 2005.
• Kotas, T. J., “The Exergy Method of Termal Plant Analysis”, Krieger Publishing Company, Malabar, Florida, 1995.
• Çakmak, A., “Yakıt Olarak Biyodizel-Dizel Yakıtı Karışımlarının Kullanıldığı Tek Silindirli bir Dizel Motoruna Ekserji Analizinin Uygulanması”, Yüksek lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014.
• Durgun, O., “Motor Termodinamiği Ders Notları”, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, (Basılmamış), 2010.
• Çengel, Y., A. ve Boles, M., A., “Mühendislik Yaklaşımıyla Termodinamik”, Editör Pınarbaşı, A., Yedinci Baskı, Palme Yayıncılık, Ankara, 2013.
• Jena, J. and Misra, R. D., “Effect of Fuel Oxygen on the Energetic and Exergetic Efficiency of a Compression Ignition Engine Fuelled Seperately with Palm and Karanja Biodiesels”, Energy, 68, 411- 419, 2014.
• Rakopoulos, C.D. and Giakoumis E.G. “Second Law Analysis Applied to Internal Combustion Engines Operation”, Progress in Energy Combustion Science, 32, 2-47. 2006.
• Ló pez, I., Quintana, C. E., Ruiz, J.J., Cruz-Peragó n, F. and Dorado, M.P., “Effect of the Use of OlivePomace Oil Biodiesel/Diesel Fuel Blends in a Compression Ignition Engine: Preliminary Exergy Analysis”, Energy and Conversion Management, 85, 227-233, 2014.
• Holman, P., “Experimental Methods for Engineers”, 8th Edition, McGraw-Hill, New York, USA, 2012.
• Fu, J., Liu, J., Feng, R., Yang, Y., Wang, L. and Wang, Y., “Energy and Exergy Analysis on Gasoline Engine Based on Mapping Characteristics Experiment”, Applied Energy, 102, 622-630, 2013.