Biyodizel-dizel yakıt karışımlarına farklı alkol ilavelerinin dizel motorlarda performans, yanma ve emisyon karakteristiklerine etkilerinin incelenmesi

Bu çalışmada, sarı hardal (Sinapis alba L.) tohumu ham yağından transesterifikasyon yöntemi ile biyodizel üretimine etki eden alkol-yağ molar oranı, katalizör miktarı, reaksiyon sıcaklığı ve reaksiyon süresi parametreleri yanıt yüzey metodu ile optimize edilmiştir. En yüksek biyodizel veriminin elde edildiği reaksiyon koşullarında üretilen biyodizel, dizel ve farklı alkoller (metanol, etanol, izopropanol, bütanol, pentanol) ile harmanlanmıştır. Ancak, metanol ilaveli yakıtlarda homojenlik sağlanamadığı için deneyler gerçekleştirilememiştir. Diğer yakıtların ise fiziksel, kimyasal ve yakıt özellikleri belirlenmiştir. Aynı zamanda yakıtların içerisine statik daldırma yöntemi ile farklı metaller (alüminyum, bakır, çinko, pirinç) yerleştirilerek korozyon karakteristikleri tespit edilmiştir. Ayrıca bu yakıtlar bir dizel motorda test edilerek motor performansı, yanma analizi, egzoz emisyonları, enerji ve ekserji analizleri dizel yakıtı ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, optimum biyodizel verimi 7.407:1 metanol/yağ molar oranı, %0.627 katalizör, 61.837oC reaksiyon sıcaklığı ve 62.122 dakika reaksiyon süresinde %96.695 olarak belirlenmiştir. Korozyon denemelerinde daldırma zamanının artışına bağlı olarak metallerin korozyon hızlarının azaldığı, en çok korozyona uğrayan metalin bakır olduğu, bakırı sırasıyla pirinç, çinko ve alüminyumun izlediği belirlenmiştir. Motor denemelerinde ise test yakıtlarından elde edilen efektif motor torku ve efektif motor gücü değerleri dizel yakıtına göre ortalama %12.31 oranına kadar daha düşük, efektif özgül yakıt tüketimi değerleri %9.91 oranına kadar daha yüksek çıkmıştır. Test yakıtlarının yanma karakteristikleri dizel yakıtınınki ile benzerlik göstermiştir. Ayrıca, alkol ilavesinin egzoz gazı sıcaklığını, duman koyuluğunu, CO, CO2 ve NOX emisyonlarını azalttığı ve O2 emisyonlarını ise artırdığı belirlenmiştir. Test yakıtlarının enerji ve ekserji analizleri maksimum efektif motor torkunun elde edildiği 1400 d/d'de ve maksimum efektif motor gücünün elde edildiği 2600 d/d'de gerçekleştirilmiştir. 1400 d/d'de enerji verimi %29.82-32.12 ve ekserji verimi %27.94-29.94 aralığında; 2600 d/d'de ise enerji verimi %30.51-32.85 ve ekserji verimi %28.60-30.62 aralığında hesaplanmıştır. Anahtar Kelimeler: Sarı hardal yağı biyodizeli, optimizasyon, alkol, korozyon, motor performansı, yanma analizi, egzoz emisyonları, enerji, ekserji