Dizel motorlarında yakıt olarak farklı oranlarda metanol kullanımının sayısal incelenmesi

İçten yanmalı dizel motorlarında petrol kökenli yakıt tüketiminin ve zararlı egzoz emiyonların azaltılması çalışmaları kapsamında alkol yakıtları yoğun bir şekilde araştırılmaktadır. Alkol yakıtları arasında özellikle taşımacılık sektörünün karbonsuzlaştırılması kapsamında metil alkole (metanol) olan ilgi giderek artmaktadır. Bu çalışmada bir dizel motorunda alternatif yakıt olarak farklı oranlarda metanol kullanılmasının sayısal olarak araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaç ile dizel yakıtına kademeli oranlarda eklenen metanolün ANSYS-Forte ortamında oluşturulan tek silindirli ve direk püskürtmeli bir dizel motor modelinde yakıt olarak kullanılması sonucu yanma ve egzoz emisyon karakteristiklerindeki değişimler incelenmiş ve ayrıca en fazla metanol oranının tespit edilmesi amaçlanmıştır. Çalışma iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Öncelikle dizel yakıtına hacimsel olarak metanol eklenmesinin etkisi araştırılmıştır. Bu şekilde hacimsel olarak %40 oranına kadar eklenmiş ancak bu oranda yanma yeterli bir düzeyde gerçekleşmemiştir. Dolayısıyla hacimsel olarak %10, %20 ve %30 oranlarında metanol ve dizel yakıtından oluşan (M10, M20 ve M30) karışım yakıtları kullanılarak motor performansı, egzoz emisyonları ve yanma karakteristikleri sayısal olarak incelenmiştir. Daha sonra %10 metanol içeren (M10) yakıt karışımı ile farklı püskürtme avansları çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, yakıttaki metanol oranının artmasıyla indike basınç, maksimum basınç, yanma verimliliği, ısı salınımı, maksimum sıcaklık, silindir içi basınç, HC, NOx ve CO emisyonu değerlerinde düşüş izlenirken, ısıl verimde ise başta bir miktar artış izlenirken daha sonra yakıt karışımındaki metanol oranının artışına bağlı olarak ısıl verimde düşüş olduğu görülmüştür. Çalışmanın ikinci aşaması olan M10 yakıtında püskürtme avansının arttırılmasıyla, maksimum basınç, yanma verimliliği, yanmamış HC emisyonu, NOx, ısı salınım oranı, maksimum sıcaklık ve silindir içi basınç değerlerinde artış; indike basınç, ısıl verim ve CO emisyonunda ise avansın arttırılmasıyla birlikte düşüş olduğu tespit edilmiştir.