Dizel bir motorda biodizel yakıt kullanımının yanma prosesi ve motor tribolojisi üzerindeki etkilerinin araştırılması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: BÜNYAMİN ESKİCİ
Danışman: İlker Temizer
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:70'li yıllarda yaşanan petrol krizinin de etkisi ile alternatif motor yakıtlarına yönelik çalışmalar hızla devam etmektedir. Bu çalışmalar sonucunda, dizel motorlarda kullanılabilecek bir yakıt türü olan biodizel yakıtlar ortaya çıkmıştır. Yenilenebilir bir alternatif yakıt olması nedeniyle biodizel önemli bir yakıttır. Bu çalışmada tek silindirli dizel bir motorda bitkisel yağdan elde edilmiş biodizel ve motorin yakıtları kullanılmıştır. Motorda yanma prosesi Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemleri ve deneysel yöntemler kullanılarak incelenmiştir. Aynı zamanda, kullanılan yakıtların motor tribolojik özellikleri de incelenmiştir. Deneyler Cumhuriyet Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Otomotiv Mühendisliği Laboratuvarında gerçekleştirilmiştir. Çalışmamızın ilk aşamasını motor performans ve emisyon değerlerinin sayısal ve deneysel incelenmesi oluşturmuştur. Deneysel çalışmalar tek silindirli dizel bir motor ve bağlı olduğu dinamometre kullanılarak yapılmıştır. Sayısal çalışma ise AVL-FIRE yazılımının ESE-Diesel kısmında gerçekleştirilmiştir. Sayısal çalışmada püskürtme modeli olarak WAVE model, türbülans modeli k-zeta-f model ve yanma modeli olarak EFCM-3Z model kullanılmıştır. Bu çalışmada gerçek çalışma şartlarına yakın bir sayısal çalışma amaçlanmıştır. Deneysel çalışmada, silindir basıncı dizel motorun silindir tepesine bağlanan bir basınç sensörü ile ölçülmüş ve aynı zamanda krank miline bağlanan bir enkoderle de krank açı değeri elde edilmiştir. Ölçülen veriler anlık olarak Febris yanma analiz programına aktarılmıştır. Deneysel çalışmanın amacı motorda yanma olayına ait iç veriler elde etmektir. Çalışmamızın ikinci safhasında, kullanılan motor yakıtlarının motor tribolojisi üzerindeki etkisi incelenmiştir. Bu amaçla motor iki farklı yakıt kullanılarak yaklaşık 150 saatlik bir çalışmaya tabi tutulmuştur. Böylece yakıt kimyasının, aşınma ve yağlama yağı performansı üzerindeki etkisi incelenebilmiştir. İki farklı yakıt kullanımı sonucu motorda kullanılan yağların, kinematik viskozite, yoğunluk, asit sayısı tayini, nem içeriği, kül içeriği, gibi kimyasal özellikleri analiz edilmiştir. Her iki numunedeki metal konsantrasyonlar, Endüktif Eşleşmiş Plasma -Atomik Emisyon Spektrometresi (ICP-AES) ve Endüktif Eşleşmiş Plasma- Kütle Spektromu (ICP-MS yöntemi) ile belirlenmiştir. Piston segmanı üzerindeki aşınma çizgileri, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) analizi yapılarak incelenmiştir. Motor triboloji analizleri sonucunda, biodizel yakıt ile çalıştırılan motorun, motorin ile çalıştırılan motora göre yağlama yağında, daha az aşınma elementlerine rastlanmıştır.