Yağ alkolleri ve biyodizel karışımlarının bir dizel motorda yanma ve performans parametrelerine etkilerinin deneysel ve yapay sinir ağları ile optimizasyonu

Bu çalışmada, aspir tohumlarından farklı yöntemlerle yağ ekstrakte edilmiş ve ekstrakte edilen aspir tohumu yağı (ATY) transesterifikasyon prosesi ile biyodizele (B100)’e sentezlenmiştir. B100, dizel yakıt (DF) ve farklı ağır alkoller (AA)’ler belli oranlarda harmanlanarak elde edilen yakıtların motor performansı, emisyonları ve yanma parametreleri incelenmiştir. Yanma parametrelerinin deneysel sonuçları yapay sinir ağları (YSA) ile tahmin edilmiştir. Ekstraksiyon yöntemleri arasında maksimum yağ elde etme verimliliği sokslet ekstraksiyon yöntemi ile %32.49 olarak gerçekleşmiştir. ATY’nin yağ asidi bileşimleri sırasıyla %30.9 ve %56.4 civarında C18:1 ve C18:2’dir. ATY’nin biyodizele sentezlenmesinde alkol/yağ molar oranı 4.799/1 olarak hesaplanmıştır. Biyodizelin sentezi spektroskopik yöntemler ile doğrulanmıştır. 1H NMR ile yağ asidi metil esterlere (YAME)’lere dönüşüm %95.23 olarak hesaplanmıştır. Gerçekleştirilen analizler neticesinde sentezlenen biyodizelin ASTM-D6751 ve EN-14214 standartlarını karşıladığı görülmüştür. Testlerde DF50DE50 yakıtı DF’den sonra en düşük fren özgül yakıt tüketimi (FÖYT) ve fren özgül enerji tüketimi (FÖET) ile sonuçlanmışken fren termal verimliliği (FTV) bakımından ise DF’den sonra en yüksek olan yakıttır. DF50HE50 yakıtı ile en yüksek egzoz gazı sıcaklığı (EGS) elde edilmişken, en düşük EGS ise DF50B25HE25 yakıtı ile elde edilmiştir. B100’ün üretmiş olduğu NOx emisyonu DF’ye göre yüksektir. Düşük NOx emisyonu ise dekanolün olduğu karışımlar tarafından üretilmiştir. B100’ün üretmiş olduğu CO emisyonu DF’nin üretmiş olduğundan daha yüksektir. DF50B50’nin üretmiş olduğu CO emisyonları tekli ve ikili yakıt karışımlarının üretmiş olduklarına kıyasla daha düşüktür. DF’nin üretmiş olduğu is emisyonu ise bütün test yakıtlarının üretmiş olduğundan daha yüksektir. DF50OC50 artan yükler ile yüksek silindir basınçları (SB)’ler oluştururken, en büyük SB DF50HE50 yakıtınındır. DF50HE50 yakıtının net ısı salımı hızı (NISH) en yüksektir. B100’ün basınç artış oranı (BAO), DF yakıtından yüksek iken DF50B50 yakıtının BAO’sı tekli yakıtlarınkine göre daha düşük olmuştur. Üçlü yakıt karışımlarının BAO’sı ikili yakıt karışımlarına göre düşüktür. Yanma verilerinin YSA ile tahmini ortalama kare hatası (MSE) değerleri doğrultusunda oldukça başarılı olduğu görülmüştür.