Determination of Optimum Methanol Ratio to be Used with the Aim of Obtaining High Performance and Low Emissions in a Spark Ignition Engine by Response Surface Methodology


Creative Commons License

Yaman H., Yeşilyurt M. K. , Uslu S.

Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol.7, no.3, pp.346-358, 2021 (National Refreed University Journal)

  • Publication Type: Article / Article
  • Volume: 7 Issue: 3
  • Publication Date: 2021
  • Doi Number: 10.30855/gmbd.2021.03.16
  • Title of Journal : Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi
  • Page Numbers: pp.346-358

Abstract

Bu çalışmada, buji ateşlemeli bir motorda alternatif yakıt olarak kullanılan metanolün performans ve emisyonlar açısından optimum seviyesinin cevap yüzey metodu ile belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, benzine hacimsel olarak üç farklı oranda metanol (%0, %10 ve %20) ilave edilerek oluşturulan yakıt karışımları ile tek silindirli, dört zamanlı, su soğutmalı, buji ateşlemeli bir motorda farklı motor yüklerinde (6, 8, 10, 12 ve 14 kg) deneyler gerçekleştirilmiştir. Elde edilen deney sonuçları ile iki faktörlü merkezi kompozit tam tasarım kullanılarak varyans analizi destekli bir cevap yüzey modeli oluşturulmuş ve en iyi fren efektif verimi, fren özgül yakıt tüketimi, karbon monoksit, hidrokarbon, karbondioksit ve azot monoksit emisyonu seviyelerine karşılık gelen optimum metanol oranı ve motor yükü değerleri tespit edilmiştir. Elde edilen optimizasyon sonuçlarına göre optimum metanol oranı %7 çıkarken, optimum motor yükü 12 kg olarak bulunmuştur. Optimum metanol oranı ve motor yüküne karşılık gelen fren efektif verimi, fren özgül yakıt tüketimi, karbon monoksit, hidrokarbon, karbondioksit ve azot monoksit sırasıyla %32,037, 0,251 kg/kWh, %0,384, 110,05 ppm, %14,35 ve 1090,358 ppm olarak elde edilmiştir. Cevap yüzey metodu sonuçlarının doğruluğunun belirlenmesi için elde edilen optimum metanol ve motor yükü ile deneyler gerçekleştirilmiş ve cevap yüzey metodu sonuçları ile kıyaslanmıştır. Optimizasyon sonuçlarının deney sonuçları ile %6’dan daha düşük bir hata oranı ile uyumlu olduğu ve optimum metanol oranının tespiti için cevap yüzey metodunun etkili olarak kullanılabilecek bir araç olduğu sonucuna varılmıştır.