Tablo 5.11'de farklı karışım oranlarında yapılan deneylerde egzozdan ölçülen oksijen miktarlarındaki değişimler görülmektedir.
Tablo 5.11. Oksijenin farklı karışım oranlarında motor hızına göre değişimi
Tabloda gösterilen değerler % hacimsel oran olarak verilmiştir.
Değerler incelendiğinde karışım içindeki nitrometan oranı arttığında egzozda ölçülen oksijen miktarının arttığı görülmektedir. Buna neden olan şey nitrometanın volümetrik verimi arttırmasıyla silindire alınan hava miktarının artmış olması, yani
0,8 0,85 0,9 0,95 1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 2000 2300 2600 2900 3200 3500 H F K
Devir Sayısı (dev/dk)
HFK % 100 Benzin % 95 Benzin, % 5 Nitrometan % 90 Benzin, % 10 Nitrometan Motor Devri (d/d) Yakıt Türü 2000 2300 2600 2900 3200 3500 % 100 Benzin 0,7 0,74 0,85 0,94 1,03 1,25 % 95 Benzin, % 5 Nitrometan, 0,8 0,85 0,95 1,02 1,13 1,41 % 90 Benzin, % 10 Nitrometan 0,97 1,037 1,18 1,32 1,52 1,78
motorun % 100 benzin ile çalıştığı değerden daha fakir bir karışımla çalışmasıdır. Ayrıca nitrometanın içeriğindeki oksijen miktarı da karışımlar içerisindeki oranlarının artmasıyla birlikte egzozdan ölçülen oksijen miktarını arttıran önemli bir özelliktir. Deneylerde ölçülen değerler incelendiğinde, % 100 benzine göre en fazla artışın % 42,4 artışla % 10 nitrometan içeren karışımda meydana geldiği görülmektedir.
Şekil 5.12. Oksijenin farklı karışım oranlarında motor hızına göre değişimi 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2000 2300 2600 2900 3200 3500 O2 (% V o l)
Devir Sayısı (dev/dk)
O2 % 100 Benzin % 95 Benzin, % 5 Nitrometan % 90 Benzin, % 10 Nitrometan
BÖLÜM 6. SONUÇLAR VE ÖNERİLER
Bu çalışmada, tek silindirli, dört zamanlı, hava soğutmalı bir motorda iki farklı oranda nitrometan karışımının motor performansına ve emisyonlara etkisi incelenmiştir. Deney motorunda hiçbir değişiklik yapılmamıştır. Deneyler tam yükte gerçekleştirilmiştir. Deneylerde referans alınan motor devirleri; 2000, 2300, 2600, 2900, 3200 ve 3500 min-1'dir.
Nitrometan - benzin karışımlarının motorun performansını arttırdığı, NOx ve CO2
emisyonlarında artış, HC ve CO emisyonlarında ise azalma olduğu görülmektedir.
% 10'dan daha fazla nitrometan ilavesi ile yapılan karışımlarda motorun kararsız çalıştığı ve vuruntu meydana geldiği gözlenmiştir. Bu nedenle daha yüksek oranlardaki nitrometan karışımları ile yapılan deneylerde sonuçlar sağlıksız çıkmış ve deney motorları zarar görmüştür. Bu nedenle buji ateşlemeli motorlarda nitrometanı hiçbir değişiklik yapmaksızın yüksek oranlarda kullanmak mümkün değildir.
Nitrometan benzine % 5 oranında ilave edildiğinde, özgül yakıt sarfiyatı bu durumdan olumlu yönde etkilenmektedir. Burada karışımın yoğunluğunun içerdiği nitrometan oranına orantılı olarak artıyor olması etkili olmaktadır. Ayrıca nitrometanın buharlaşma gizli ısılarının benzine göre çok yüksek olmasından kaynaklanan, silindirdeki sıcaklığı düşürerek dolgu yoğunluğunu arttırması, içeriye alınan dolgunun miktarının artmasına neden olması, böylece yanmanın daha verimli gerçekleşmesini sağlamaktadır. Egzoz sıcaklıklarının düşmesi yanma sonucu ortaya çıkan enerjinin daha verimli kullanıldığının bir işareti olarak gösterilebilir.
Benzine nitrometan ilave edilerek hazırlanan karışımların sağladığı motor performansı, % 100 benzinin sağladığı performansa göre daha olumlu sonuçlar
vermiştir. Bunun yanında, yanma veriminin iyileşmesine paralel olarak CO ve HC emisyonlarında kayda değer azalmalar meydana gelmiştir.
Nitrometanın benzine karıştırılmasıyla elde edilen karışımların motorda yakıt olarak kullanılması, motorun ömrünü kısaltmakta, yüksek oranlarda ilave edildiğinde ise vuruntu ve kararsız çalışmaya neden olmaktadır. Aynı zamanda ekonomik bir yakıt olmadığından dolayı içten yanmalı motorlarda hiçbir değişiklik yapılmadan kullanılması önerilmemektedir. Bu olumsuzluklara ilave olarak CO2 ve NOx
emisyonlarını arttırıyor olması da nitrometanın bir yakıt katkısı olarak kullanılabilirliğini olumsuz etkilemektedir.
KAYNAKLAR
[1] TEKİN, M., YÖRÜK, S., Motorlarda Metanol Kullanımının Performans ve Çevre İlişkileri, GO. Ü. Zile MYO, Otomotiv Programı, TOKAT.
[2] Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi, 2002 Türkiye Enerji Raporu, Poyraz Ofset, Ankara, 6-8, 11, 15, 18, 19, 22, 24, 43, 45, 59, 2003.
[3] TC Başbakanlık Devlet Planlama Teşkilatı, Enerji Üretiminde Çevre Politikaları Özel İhtisas Komisyonu Raporu, Yayın no: DPT 2314-ÖİK 417, Yayın ve Temsil Dairesi Başkanlığı Yayım ve Basım Şube Müdürlüğü Matbaa Birimi, 21, 57, 1992.
[4] YÜKSEL, F., YÜKSEL, B., The use of ethanol-gasoline blend as a fuel in an SI engine, Renewable Energy, No: 1181-1191, 2004.
[5] BAYRAKTAR, H., Benzin-Etanol Karışımlarının Benzin Motorlarında Yanma ve Motor Çevrimi Üzerindeki Etkilerinin Teorik Olarak
İncelenmesi, Doktora Tezi, KTÜ Fen Bil. Enstitüsü, 1997.
[6] ÇETİNKAYA, S., ÇELİK, M. B., Buji Ateşlemeli Motorlarda Yakıt Olarak Metanol-Benzin Karışımlarının Kullanılması, 5. Yanma Semposyumu, 1997.
[7] SALMAN, M. S., SÜMER, M., Buji Ateşlemeli Motorlarda Etanol ve Etanol-Benzin Karışımlarının Motor Performansına Etkileri, Politeknik Dergisi, Cilt: 2, Sayı: 2, S. 27-35, 1999.
[8] TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası, Enerji Verimliliği Raporu, Yayına Hazırlayan: Elektrik Mühendisleri Odası, --1.bs.—Ankara, 2012.
[9] BP Statistical Review of World Energy, 2011. [10] EIA, International Energy Outlook 2011. [11] IEA, World Energy Outlook 2011.
[12] ETKB, 1970-2006, 2007, 2008, 2009, 2010 Genel Enerji Dengesi Tabloları.
[14] ETKB, 2010 yılı Genel Enerji Dengesi Tablosu.
[15] 2012 Yılı Programı 18 Ekim 2011 Tarihli ve 28088 Sayılı Mükerrer Resmi Gazetede Yayımlanan 11 Ekim 2011 Tarihli ve 2011/2303 Sayılı 2012 Yılı Programının Uygulanması, Koordinasyonu ve İzlenmesine Dair Bakanlar Kurulu Kararı Eki.
[16] ACAROGLU, M., Alternatif Enerji Kaynakları, Atlas Yayın Dağıtım,
İstanbul, Temmuz, 2003.
[17] BIEDERMAN P., GRUHE T., Methanol Energy Carrier, Forschungszentrum, Jülich, 2006.
[18] Alliance Consulting International,. Methanol Safe Handling Manual, Methanol Institute, Arlington, Virginia, 2008.
[19] TOPGÜL, T., Buji İle Ateşlemeli Motorlarda Etil Alkol Benzin Karışımı Kullanımında Optimum Çalışma Parametrelerinin Araştırılması, 2006. [20] STOUT, B. A., Energy Use and Management in Agriculture, Breton
Publishers, Massachusetts, USA, 1984.
[21] HAŞİMOĞLU, C., CİNİVİZ, M., UÇAR, G., Günümüzde İçten Yanmalı Motorlarda Hidrojen Yakıtının Kullanılması. Selçuk Teknik Online Dergisi, ISSN 1302/6178, Konya, 2000.
[22] FINEGOLD, J.G., LYNCH, F.E., BAKER, N.R., TAKASHI, R., BUSH, A.F., The UCLA Hydrogen Car: Design, Construction and Performance, SAEPaper No.73 0507,1973.
[23] BILLINGS, R.E. and LYNCH, F.E., Performance and Nitric Oxide Control Parameters of the Hydrogen Engine, Billings Energy Research Corporation, Publ. No. 73002, 1974.
[24] VEZİROĞLU , T., MOMİRLAN, M., Recent Directions of World Hydrogen Production, Renewable and Sustainable Energy Reviews 3,1999,219-231.
[25] VEZİROĞLU, T., Hydrogen Energy Technologies, Prepared for UNIDO, Vienna, 1998.
[26] http://www.youthforhab.org.tr/, (Erişim tarihi: Nisan 2010 )
[27] Anonim, 2002. LPG’nin Özellikleri ve Emniyetli Kullanımı, TMMOB, Kimya Mühendisleri Odası, LPG Eğitim Yayını, 2002, İstanbul.
[28] TSE, 1991. T.S. 2178, Sıvılaştırılmış Petrol Gazı (LPG), Ankara, Nisan 1991.
[29] YALÇINKAYA, V., Motorların Doğalgaza Dönüşümü, Doğalgazlı Motorların Performansı, Emisyon Değerleri ve Dolum İstasyonlarının incelenmesi, İstanbul Teknik Üniversitesi Yüksek Lisans Tezi, 2004. [30] BAYKA, D., Doğalgazın Taşıtlarda Yakıt Olarak Kullanımı , III. LPG-
CNG Kongresi ve Sergisi, 8-9 Haziran 2007, Ankara.
[31] ÇETİNKAYA, S., Taşıtlarda Yakıt Olarak CNG Kullanımının Teknolojik Ve Ekonomik Açıdan Değerlendirilmesi, III. LPG-CNG Kongresi ve Sergisi, 8-9 Haziran 2007, Ankara.
[32] YETİŞKEN, Y., EKMEKÇİ, İ., Türkiye şartlarında Sıkıştırılmış CNG’li Araçların Kullanımının irdelenmesi, III. LPG-CNG Kongresi ve Sergisi, 8-9 Haziran 2007, Ankara.
[33] BECHTOLD, R. L., Alternative Fuels Guidebook, Society of Automotive Engineers Inc., 47-56, 1997.
[34] COWART, J. S., BORUTA, W. E., DALTON, J. D., DONA, R. F., RIVARD II, F. L., FURBY, R.S., PIONTKOWSKI, J. A., SEITER, R. E. and TAKAI, R. M., Powertrain development of the 1996 ford flexible fuel taurus, SAE Paper, 952751: 115-128, 1995.
[35] BORAT, O., BALCI, M. ve SÜRMEN A., Hava Kirlenmesi ve Kontrol Tekniği, Teknik Eğitim Vakfı Yayınları, Ankara, 24, 27, 28, 32, 33, 37, 43, 1992.
[36] SORUŞBAY, C. ve GÖKTAN, A. G., Motorlu taşıtlardan kaynaklanan çevre kirliliği ve kontrolu, İTÜ 1. Hava Kirlenmesi ve Kontrolu Sempozyumu, İstanbul, 157-166, 1993.
[37] SHER, E., Handbook of Air Pollution from Internal Combustion Engines Pollutant Formation and Control, Academic Press, San Diego, 124, 603, 604, 607, 1998.
[38] SHELDON B. MARKOFSKY, Nitro Compounds, Aliphatic, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002 by Wiley-VCH, Weinheim; doi:10.1002/14356007.a17_401, 2002.
[39] WHITMORE F. C. and WHITMORE M. G., Nitromethane, Org. Synth., http://www.orgsyn.org/orgsyn/orgsyn/prepContent.asp?prep=cv1p0401; Coll. Vol. 1: 401, 1941.
[40] http://en.wikipedia.org/wiki/Nitromethane. (Erişim tarihi: Aralık 2011) [41] DAUBEN H. J., RINGOLD H. J., WADE R. H., PEARSON D.
L.,ANDERSON A. G., BOER J., and BACKER H. J., Cycloheptanone,
Org.nth., http://www.orgsyn.org/orgsyn/orgsyn/prepContent.asp?
[42] http://www.klotznitromethane.com/ (Erişim tarihi: Aralık 2011)
[43] http://en.wikipedia.org/wiki/Nitromethane_(data_page). (Erişim tarihi: Aralık 2011)
[44] http://mf.omu.edu.tr/malzeme/files/2012/02/Vizkozite-ve Akaryak%C4%B1t Analizleri.pdf. (Erişim tarihi: Aralık 2011)
[45] Binary Vapor-Liquid Equilibrium Data, Queriable database, Chemical
Engineering Research Information Center.
http://www.cheric.org/research/kdb/hcvle/hcvle.php, 2007.
[46] ANGUS Chemical Company data, as calculated according to F. P. Lees, Loss Prevention in the Process Industries, Vol. 1, Butterworth-Heinemann, London & Boston, 1980.
[47] D.S. McKittrick, R.J. Irvine, and I. Bergensteinsson, Ind. Eng. Chem., Anal. Ed. 10, 630-631, 1938.
[48] http://unggulsejati.indonetwork.co.id/1498379/honda-gx-160-thailand.htm. (Erişim tarihi: Mayıs 2012).
[49] WENTWORTH, J.T., Combustion Science and Technology, 1971;4;97. [50] PARLAK, A., Aşırı doldurmalı seramik kaplı bir dizel motorunda
optimum püskürtme avansı ve sıkıştırma oranının deneysel olarak incelenmesi, SAÜ, FBE, Doktora Tezi, 2000.
[51] BORAT, O., BALCI, M., SÜRMEN, A., İçten Yanmalı Motorlar, Cilt 1, T.E.V. Yayını, Ankara, 1992.
[52] BİÇERER, S., Otto motorlarında yüksek sıkıştırma oranlarında mtbe kullanılmasının motor performansına etkisi, Gazi Üniversitesi, FBE, Yüksek Lisans Tezi, 2006.
[53] AYHAN, V., Metanol-benzin karışımlarının MgO-ZrO2 termal bariyer çemberli bir motorda performans ve emisyonlara etkisi, Sakarya Üniversitesi, FBE, Yüksek Lisans Tezi, 2006.
ÖZGEÇMİŞ
Samet ÇELEBİ, 1987 yılında Sakarya, Adapazarı’nda doğdu. İlk ve orta öğrenimini Adapazarı’nda tamamladı. Sakarya Arifiye Çok Programlı Lisesi Fen Bilimleri Bölümünden 2004 yılında mezun oldu. Lisans Eğitimini 2009 yılında Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Makine Eğitimi Bölümü Otomotiv Öğretmenliğinde tamamladı. Aynı yıl Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Eğitimi Enstitü Ana Bilimde yüksek lisans öğrenimine başladı. Halen Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Eğitimi Enstitü Ana Bilimde yüksek lisans çalışmasına devam etmektedir.