Nano titanyum-dioksit katkılı yakıt karışımlarının bir dizel motorda kullanımının araştırılması

Bu çalışmada, Eurodizel yakıtına farklı konsantrasyonlarda (25 ppm, 50 ppm, 75 ppm ve 100 ppm) TiO₂ nano-partikül katkı maddesi eklenerek, tek silindirli bir dizel motorda yanma, performans ve emisyon parametreleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Artan nanopartikül konsantrasyonlarının test yakıtlarında başlangıç durumu olan saf dizel yakıtıyla karşılaştırıldığında, yanma analizlerinde silindir iç basıncı ve net ısı salınımının arttığı gözlemlenmiştir. Performans parametrelerinden efektif verim ve egzoz gazı sıcaklığı artarken, özgül yakıt tüketimi ve özgül enerji tüketimi değerleri azalmıştır. Emisyon değerlerinde ise NOx hariç, CO, HC ve duman emisyonlarının başlangıç durumuna göre azaldığı tespit edilmiştir. Bu azalış ve artış eğilimleri, nanopartikül dozajıyla paralellik göstermektedir. Deneysel bulgulardan elde edilen veriler, ikinci aşamada Yanıt Yüzeyi Metodu (RSM) kullanılarak sekiz farklı matematiksel model oluşturulmuştur. Oluşturulan eşitlikler, nanopartikül konsantrasyonu ve motor yükü girdi parametrelerine dayanmakta olup, R² ≥ 0,9090 istatistiksel sonuçları elde edilmiştir. Elde edilen tüm veriler, beş farklı koşula göre optimum TiO₂ miktarını ve motor yükünü belirlemek için optimize edilmiştir. Tüm modellerde optimum nanopartikül oranının 100 ppm ve motor yükünün 0,3 OEB ile 2,89 OEB arasında değişkenlik gösterdiği belirlenmiştir. Bu sonuçlar, performans ve emisyonlar arasında bir denge kurulmasının önemini vurgulamaktadır. Bu çalışmayla, içten yanmalı motorlarla ilgili gelecekteki araştırmalarda hem akademik hem de endüstriyel kullanıcılara rehberlik etmeyi amaçlamaktadır.