Amonyak katkı maddesinin motor emisyonu ve performans parametreleri üzerindeki etkisinin deneysel ve teorik araştırılması

Bu çalışma kapsamında, yakıt katkısı olarak NH3'ün (Amonyak) motor emisyonu, performansı ve titreşim parametreleri üzerindeki etkileri deneysel olarak araştırılmıştır. Birincil yakıt olarak ayçiçeği, yer fıstığı, fındık ve atık yağ biyodizeli üretilmiştir. Bu çalışmada, üretilen tüm biyodizel çeşitleri NH3 katkısı ile %5, %10 ve %15 hacim oranlarında harmanlanmıştır. Çalışmanın ilk bölümünde, NH3 katkısının motor emisyonu ve performans parametreleri üzerindeki etkilerini sayısal olarak gözlemlemek için yanma simülasyon programı olarak Diesel-RK kullanılmıştır. Yanma simülasyonları, tüm yakıt karışımlarının termal özelliklerine ve karakteristiklerine göre oluşturulmuştur. Motor emisyonu (Azot Oksitleri (NOx), Partikül Madde (PM) ve Duman Opaklığı) ve performans (Güç, Tork ve Gösterilen Ortalama Etkili Basınç (IMEP)) parametreleri değerlendirildi. Çalışmanın ikinci bölümünde, tüm yakıt karışımları için NH3 katkısının etkilerini gözlemlemek için motor titreşimi deneysel olarak incelenmiştir. Tüm karışımlar, Mitsubishi Canter 4D31 dizel motor kullanılarak değişen motor devrinde (1200-2400 rpm) yüksüz koşullarda yakılmıştır. Tüm yakıt karışımları için motor bloğuna yerleştirilen ivmeölçer sensörü ile deneysel titreşim verileri kaydedilmiştir. YSA modeli, deneysel titreşim verilerini tahmin etmek için oluşturulmuştur. Bu anlamda tahmin edilen titreşim verileri deneysel titreşim verileri ile karşılaştırılmıştır. YSA modelinin oluşturulması kısmında x ekseni titreşimi (m/s2), y ekseni titreşimi (m/s2), RMS (m/s2), zaman (saniye) ve motor hızı (rpm) z eksenindeki titreşimi tahmin etmek için giriş parametreleri olarak seçilmiştir. Bu durumda, z ekseni titreşimi (m/s2) hedef parametre olarak kabul edildi. Diesel-RK programının yanma simülasyonları sonucunda, yakıt karışımında NH3 katkısı kademeli olarak artırıldığında, NOx emisyonu tüm yakıt karışımları için önemli ölçüde azalmıştır. Bu azalmanın aksine PM ve duman opaklığında belirli bir artış gözlenmiştir. Ayrıca NH3 katkısı motor gücü, tork ve IMEP parametrelerini olumsuz etkilemiştir. Deneysel çalışmalarda %5, %10 ve %15 NH3 katkısı ile harmanlanmış ayçiçeği ve atık yağ biyodizelinde hafif bir z ekseni titreşim artışı gözlemlenmiştir. Öte yandan, %5 NH3 katkısı fındık ve fıstık biyodizel-NH3 katkı karışımları için z ekseni titreşim verilerini olumlu etkilemiş ve azalmasına neden olmuştur.