Dizel motorlar+ndan kaynaklanan kirletici emisyonlar

Karbon monoksit, yak t n eksik yanmas ndan olu an renksiz, kokusuz ve zehirli bir gazd r. Bu emisyonlar, özellikle trafik s k kl n n yo un oldu u bölgelerde yüksek CO konsantrasyonlar olu turmaktad r. 4ehirlerdeki CO emisyonlar n n yakla k %95’i motorlu ta tlardan kaynaklanmaktad r. CO kana kar t nda kandaki hemoglobin ile birle ir ve oksijen solunum kabiliyetini azalt r. Yüksek CO seviyelerinde olu an is, görü bozuklu u, i yapma kapasitesinde, el becerisi gerektiren i lerde ve ö renme kabiliyetinde azalma gibi olumsuzluklar meydana getirmektedir. Benzinli motorlardan kaynaklanan en önemli egzoz emisyonlar n CO emisyonu olu turmakla beraber, dizel motorlar ndan kaynaklanan CO emisyonu miktar daha azd r.

CO emisyonlar hava/yak t oran ndan etkilenmektedir. CO olu umunu etkileyen en önemli faktör hava fazlal k katsay s d r. Kar m zenginle tikçe, yanma odas na al nan yak t n içindeki karbonun tamam n CO2’e dönü türecek ekilde yeterli oksijen bulunmad ndan, CO oran h zl bir ekilde artmaktad r.

6.3.2 Partikül Madde (PM)

Dizel motorlu ta tlarda partikül maddeler is, karbon, karbon-hidrojen ba lar ve yak ttaki kükürtten kaynaklanan kükürt dioksit (SO2) ve hidrojen sülfürden (H2S) olu maktad r. Partikül maddeler çaplar bak m ndan tehlike s n fland rmas na tabi tutulurlar. Partikül çap küçüldükçe çevre ve sa l k aç s ndan daha çok tehlike olu tururlar. Çap 10 mikrometreden küçük olan partiküller (PM10), tehlikeli s n fa girerler. Çünkü PM10 s n f ndaki partikül maddeler akci erlere kadar kolayca ilerleyebilmektedir. Dolays yla kolayca kana kar abilmektedir. Partikül maddenin fiziksel ve kimyasal özellikleri de çok önemlidir. Çünkü partikül haldeki baz elementler ölümcül olabilir. Örne in, dizel motorlar n egzozundan benzopyrene gibi kanserojen bir madde ç kabildi inden uzun süre tesirinde kal nmamas na dikkat edilmesi gereklidir. Partikül maddeler nefes darl na da yol açmaktad r. Dizel motorlar PM emisyonlar n n önemli kaynaklar ndan biri olup %0,2 ile %0,5 aras nda is veya kurum içeren PM emisyonu yayar [99].

Dizel motorlar nda hem kar m oran hem de yak t, is olu umuna neden olmaktad r. )s te ekkülü, oksijence fakir ortamda bulunan yak t moleküllerinin s l parçalanmas , özellikle hidrojenlerin kolayca oksitlenmesi, karbonlar n ise ortamda oksitlenmeden ço almas eklinde aç klanabilir. Hidrojeni ayr lan karbonca zengin büyük moleküller birle mekte (polimerizasyon) ve iri molekül guruplar n n bir araya toplanmas ile is zerrecikleri olu maktad r [100].

6.3.3 Kükürt Dioksit (SO2)

Renksiz, sert kokulu, yanmaz bir gazd r. Dizel yak tlar nda, az da olsa kükürt bulunur. Yak ttaki kükürt, silindir içinde yanarak SO2 olu turur. Yüksek konsantrasyonda oldu unda nefes almada güçlük gibi bir sa l k sorunu do urur. Ast ml hastalar için tehlikelidir. Gözlerde ve mukozada da rahats zl k olu turur. Ayr ca su buhar ile birle erek sülfürik asit olu turabilirler. SO2oksijenle de birle ebilir. Bu durumda ise kükürt trioksit (SO3) olu ur. SO3çok zehirli bir gazd r. Yak t n yanmas ndan meydana gelen su buhar yla SO3’ün birle mesinden meydana gelen sülfürik asit (H2SO4) çok iddetli bir a nd r c oldu u için, motor elemanlar n n a nmas na sebep olur. Bu sebepten dolay yak ttaki fazla kükürt motor için büyük tehlike arz etmektedir.

6.3.4. Azot Oksitler (NOx)

Azot ve oksijen gazlar n n de i ik moleküllerinin birle mesi ile NO, NO2, N2O, gibi çe itli gazlar ortaya ç kar ki bunlar n hepsine birden azot oksitler (NOx) denir. NOx emisyonlar , yanma odas s cakl yakla k 1800ºK’e yükseldi inde azot ve oksijenin birle mesiyle olu ur. E er s cakl k 1600ºC’nin üstüne yükselmez ise, N2ve O2, NO gaz n meydana getirmeden egzoz sisteminden d ar at l r. Azot oksit, motor silindiri içerisinde bulunan azotun oksitlenmesi sonucu olu ur. Hava yak t oran n n küçük de erlerinde NOx’ler minimum de erdedir. Yanma ba lang c nda NOx olu maz, yanma sonucu yüksek s cakl k ve bas nç periyodunda NOx’ler olu ur [101]. NO olu umunun en kritik safhalar ilk yanma ba lang c ve maksimum silindir bas nc n n olu tu u durumlard r [99]. Olu an ilk alev cephesinin silindir bas nc n yükseltmesi ve dolay s yla s cakl yükseltmesi bak m ndan oldukça önemlidir. NO2 renksiz ve kokusuz olmas na ra men genel bir kirleticidir. NO2 partikülleri, havada s kça k rm z ms kahverengi bir tabaka olarak kent alanlar n n üzerinde görülebilir. NOx gözlerde ve solunum sisteminde tahri edici bir etkiye sahiptir. Kandaki hemoglobinle birle ti i zaman zehirleyici bir özellik göstermektedir. Ayr ca akci erlerde kal c hasarlar olu turabilirler [101].

NOx emisyonlar n azaltmak için, hem yanma odas içindeki s cakl n 1600ºC’ye ula mas n önlemek ve yüksek s cakl klara ula lan süreleri k sa tutmak, hem de oksijen konsantrasyonunu dü ürmek gerekmektedir. Hava/yak t oran n n stokiyometrik orandan daha zengin olmas yla NOx konsantrasyonunun dü mesinin nedeni oksijen miktar n n azalmas , oldukça fakir kar mlarda dü mesinin nedeni ise yanman n yava olmas ve maksimum s cakl n dü ük olmas d r [99]. Yanma esnas nda alev cephesi silindir içerisinde ilerlerken, NOx’in esas olarak alevin arkas nda yüksek s cakl kl yanm gaz bölgesinde meydana geldi i kabul edilmektedir. Yine geni leme peryodu süresince yanm gazlar so urken, NOx’in ayr ma reaksiyonlar sona erdi inden, egzoz ko ullar nda denge durumunda olmas gerekenden daha yüksek konsantrasyonda NO olu umu söz konusudur.

6.3.5. Hidrokarbon (HC) Emisyonlar+

Hidrokarbon emisyonlar (HC) eksik yanma sonucu olu maktad r. Yanmam HC miktar n belirtmek için genellikle milyondaki partikül say s (ppm) kullan l r. Egzoz gazlar çok farkl HC bile ikleri içermektedir. Buji ile ate lemeli bir motorun egzozundaki

HC düzeyi normal çal ma artlar nda 1000-3000 ppm civarlar ndad r. Dizel motorlar ndan kaynaklanan HC emisyonlar önemli olmas na ra men, benzinli motorlardan kaynaklanan emisyonlardan yakla k 5 kat daha azd r. Motor çal t r l rken veya s n rken olu an HC emisyonlar , beyaz duman eklinde ortaya ç kmaktad r. Bu ilk HC bile enleri dizel kokusunun esas kayna d r.

HC emisyonlar , stokiyometrik orandan daha zengin kar mlarda h zl bir ekilde artmaktad r. HC emisyonlar , çok fakir kar mlarda yanma kötüle ti i için veya eksik yanma ko ullar nda yine h zl ca artmaktad r. HC emisyonlar n art ran birçok mekanizma bulunmaktad r. Dizel motorlar nda HC olu um mekanizmalar a a daki gibi dört farkl

ekilde meydana gelebilmektedir [99]. Bunlar;

1. Tutu ma gecikmesi süresinin çok uzun olmas veya bu safhada püskürtülen yak t miktar n n fazla olmas ,

2. Kanallar n yanmam yak tla dolmas . Bunun nedeni alevin kanal giri inde sönmesidir.

3. Silindir duvarlar n n so uk olmas nedeniyle bu bölgedeki yanma hüzmesinin sönmesi,

4. Motor çal ma ko ullar na göre yanman n tamamlanmamas d r.

Bunlar n yan s ra tutu ma gecikmesinden sonra, yanma i leminin son a amas nda püskürtme sona erdi inden enjektör memesinden dü ük h zla ç kan yak t hava ile yeterince kar amamaktad r. Bu çok zengin kar m, tamamen yanamayarak egzozda HC emisyonlar n n olu mas na neden olmaktad r [99].

6.3.6. Karbondioksit (CO2) Emisyonlar+

Karbondioksit emisyonlar tam yanma ürünleri aras nda yer almaktad r. Normal atmosfer artlar nda %0.03-%0.06 aras nda de i en konsantrasyonlarda, ayr ca kaynak sular nda da çözünmü halde bulunur. CO2 ve s y tutan di er gazlar n atmosfer içindeki miktar n n artmas sonucu küresel s nma olarak bilinen atmosfer s s n n yükselmesine sebep olmaktad r. Atmosferde bulunan CO2 konsantrasyonu, fosil kaynakl yak tlar n

yanmas sonucunda her y l 2.3 ppm kadar artmaktad r. Bunun yakla k üçte biri, okyanus veya derin su kaynaklar nca ve bitkiler taraf ndan al narak atmosferden uzakla t r lmaktad r. Geri kalan yakla k 1.5 ppm ise atmosferdeki karbon dioksit konsantrasyonuna ilave olmaktad r. Bu miktar da atmosferin tedrici olarak s nmas na neden olarak sera etkisini her geçen gün biraz daha artt rmaktad r. Atmosferde sera etkisine neden olan gazlar n en etkilisi CO2’dir. Enerji üretimi ve yak t kaynaklar n n kullan m , ba l ca insan kaynakl CO2emisyonu olu um nedenlerini olu turur.