KLİNOPTİLOLİT TİPİ ZEOLİT UYGULAMALARININ DİZEL BİR MOTORDA ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Abstract

Dünya nüfusundaki hızlı artışa paralel olarak insanların ulaşıma olan ihtiyacı gün geçtikçe artmaktadır. Günümüzde ulaşım ihtiyacının önemli kısmını motorlu taşıtlar karşılamakta olup büyük kesimi petrol türevi yakıtları tüketmektedir. Küresel ısınma, iklim değişikliği ve çevre kirliliği sorunları nedeniyle içten yanmalı motora sahip taşıtların egzoz emisyonlarının iyileştirilmesi önem arz etmektedir. Bunun yanı sıra dünya üzerindeki petrol kaynaklarının bir gün biteceği endişesi yanında yakıt verimliliği yüksek motorlar için çalışmalar sürmektedir. Bu tez çalışmasında tek silindirli dizel bir motorun egzoz emisyonlarının iyileştirilmesinin yanı sıra motor performansının arttırılması hedeflenmiştir. Bu amaçla zeolit içeren bir filtre tasarlanarak oksijence yoğun hava elde edilmiştir. Havanın dizel motora beslenmesi sağlanarak performans ve emisyon değerlerinin iyileştirilmesi hedeflenmiştir. Oksijen yoğunlaştırıcı filtre içerisinde doğal ve sentetik zeolit çeşitlerinin bulunduğu 6 farklı zeolit kulanılmıştır. Doğal zeolitlerde oksijen yoğunlaştırma yeteneklerinin geliştirilmesi amacıyla asit, lityum ve kalsiyum modifiyeleri gerçekleştirilmiştir. Oksijen yoğunlaştırıcı filtre ile elde edilen oksijence yoğun hava, dizel motora beslenerek 10 farklı emisyon ve performans parametresi kayıt altına alınmıştır. Elde edilen verilere göre zeolitlerin oksijen yoğunlaştırma oranları büyükten küçüğe doğal zeolit, asit modifiye zeolit, kalsiyum modifiye zeolit, lityum modifiye zeolit, 4A sentetik zeolit, 5A sentetik zeolit olarak tespit edilmiştir. Motor deneyleri sonucunda tork, egzoz gazı sıcaklığı, silindir içi basınç, gürültü, titreşim ve NOX değerlerinde artış, fren özgül yakıt tüketimi, CO, HC ve duman yoğunluğu değerlerinde düşüş elde edilmiştir.

In parallel with the rapid increase in the world population, people's need for transportation is increasing day by day. Today, a significant portion of transportation needs are met by motor vehicles, and most of them consume petroleum-derived fuels. Due to global warming, climate change and environmental pollution problems, it is important to improve the exhaust emissions of vehicles with internal combustion engines. In addition to the concern that the world's oil resources will one day run out, studies are continuing for engines with high fuel efficiency. In this thesis study, it is aimed to improve the exhaust emissions of a single-cylinder diesel engine as well as to increase the engine performance. For this purpose, a filter containing zeolite was designed to obtain oxygen-dense air. It is aimed to improve performance and emission values by feeding air to the diesel engine. 6 different zeolites, including natural and synthetic zeolite types, were used in oxygen concentrator filter. Acid, lithium and calcium modifications have been carried out in natural zeolites in order to improve their oxygen concentrating abilities. The oxygen-dense air obtained by oxygen concentrator filter was fed to the diesel engine and 10 different emission and performance parameters were recorded. According to the data obtained, the oxygen concentration rates of zeolites were determined as natural zeolite, acid modified zeolite, calcium modified zeolite, lithium modified zeolite, 4A synthetic zeolite, 5A synthetic zeolite from largest to smallest. As a result of the engine tests, an increase in torque, exhaust gas temperature, in-cylinder pressure, noise, vibration and NOX values, and a decrease in brake specific fuel consumption, CO, HC and smoke density values were obtained.