Kısmi Yük Koşullarında Dizel-Biyogaz Kullanılarak Çift Yakıtlı Dizel Motorun Enerji ve Ekserji Analizi

Abstract

Artan enerji talebi ve bunu doğrultusunda aşırı fosil yakıt kullanımı dünyamızı olumsuz şekilde etkilemektedir. Alternatif yakıt kaynaklarından biyogaz, araçlar için de potansiyel bir alternatif yakıt olarak tanımlanmaktadır. Bu çalışma, deneysel olarak çift yakıtlı motor sisteminde 0,000125 kilogram/saniye debiyle simüle edilmiş biyogaz kullanılarak 1500 rpm sabit hızda, %25, %50 ve %75 kısmi motor yüklerinde direk enjeksiyonlu dizel motorun enerji ve ekserji analizlerini kapsamaktadır. Deney sonuçları, kısmi yükün artmasıyla enerji ve ekserji verimliği hem sadece dizel yakıt için hem de dizel-biyogaz yakıtı için artma eğilimi göstermiştir. Elde edilen faydalı iş her iki yakıt türü içinde %25, %50 ve %75 kısmi yüklemelerinde sırasıyla 1,60 kW, 3,20 kW ve 4,81 kW olarak belirlenmiştir. Dizel yakıt için, kısmi yüklemelere göre kayıp güç miktarı %25 yük için 5,18 kW, %50 yük için 7,99 kW ve %75 yükleme koşulunda 11,32 kW olarak hesaplanmıştır. Bu kayıplar, çift yakıtlı modda %25 yükleme için 8,04 kW, %50 yükleme oranında 9,91 kW ve %75 yüklemede ise 12,36 kW olarak elde edilmiştir. Kayıplardaki bu artış, biyogaz içerisinde bulunan %30 CO2’nin bulunması silindir içerisindeki oksijen konsantrasyonunu azaltmakta ve tam yanmanın gerçekleşememesiyle açıklanmıştır. Sadece dizel kullanılarak yapılan deneylerde sistemin enerji verimi %25, %50 ve %75 yüklemeler için sırasıyla %25,75, %29,40 ve %29,64 olarak bulunurken çift yakıtlı sistemde biyogaz eklenmesiyle enerji veriminde sırasıyla %18,01, %25,27, %27,97 olarak belirlenmiştir. Ekserji verimliliği ise dizel yakıtı kullanıldığında aynı yükleme koşulları için sırasıyla %22,96, %26,21 ve %26,43 olarak hesaplanırken, çift yakıtlı sistemde bu değerler %17,17, %23,59 ve %25,80 olarak bulunmuştur.