EGZOZ ATIK ISI ENERJİSİ DESTEKLİ OKSİHİDROJEN ALEV JETİNİN MOTOR YANMA-PERFORMANS VE EMİSYONLARA ETKİSİNİN İNCELENMESİ
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Hüsameddin AKÇAY
Danışman: Habib Gürbüz
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:
Bu
tez çalışmasında, iki silindirli, su soğutmalı, propan yakıtlı buji ateşlemeli
bir motorun egzoz atık ısı enerjisinden termoelektrik jeneratör (TEJ)
yardımıyla DC elektrik enerjisi üretilmesi, DC elektrik enerjisi ile alkali su
elektroliz ünitesinde oksihidrojen (HHO) gazının üretilmesi ve HHO gazı
kullanılarak motorun buji yuvasına yerleştirilen ön yanma odası içerisinde
oluşturulan alev jeti ile ana yanma odası içerisinde sağlanan yanma
başlangıcının; silindir içi yanma parametreleri (yanma sıcaklık ve basıncı, yanmış kütle oranı), indike ve efektif
motor performansı (güç, tork, özgül
yakıt tüketimi), egzoz emisyonları ve çevresel faktörlere etkisi
deneysel olarak araştırılmıştır. 24
adet termoelektrik modülün kullanıldığı üç katmanlı, propan girişli TEJ ile
motorun 1500–5000 d/d aralığında
gerçekleştirilen deneylerde; TEJ’de motor devrine bağlı olarak 10–90 W aralığında üretilen DC elektrik enerjisi
ile alkali su elektroliz hücresinde 12,9–942 ml/d aralığında HHO gazı üretilmiştir. TEJ’de 4500 d/d motor devri
ile maksimum %3,02 enerji dönüşüm verimi elde edilmiştir. Ön yanma odasında HHO
gazı ile oluşturulan alev jeti ile ana yanma odasında yanma başlangıcının
sağlandığı deneylerde; 2300 d/d sabit motor devri, ½ gaz kelebeği açıklığı ile
çalışılan tüm hava fazlalık katsayısında [HFK(λ)=0,9–1,4] değerleri ve HHO miktarları (0,4–1,0 l/d) için alev jeti ile yanma
başlangıcının, indike ve efektif motor parametrelerinde iyileşme, CO ve HC
emisyonlarında azalma, CO2 ve NOx emisyonlarında artış ve
çevresel faktörlerde iyileşme sağladığı tespit edilmiştir. Tüm HFK’larda alev
jeti ile yanma başlangıcının silindir içi yanma parametreleri ve çevrimler
arası farkta dikkate değer oranda iyileşme sağladığı görülmüştür. Bununla birlikte,
HHO miktarının artışı ile silindir içi yanma, indike ve efektif motor
parametreleri, egzoz emisyonları ve çevresel faktörlerdeki iyileşmelerde
dikkate değer oranda artış gözlenmiştir. Son olarak, alev jeti ile yanma
başlangıcının etkisinin λ=0,9’dan λ=1,4’e doğru arttığı, özellikle λ=1,3 ve
λ=1,4’te alev jeti ile yanma başlangıcının daha etkili
olduğu tespit edilmiştir. Ancak, tüm HFK’larda HHO miktarının 0,7 l/d’den 1,0
l/d’ya çıkartılması ile alev jeti ile yanma başlangıcının etkisi azalmıştır.