Simulation Analysis of The Effect of A Designed 2Stroke 3-Cylinder Internal Combustion Diesel Engine on the Performance and Emissions of Biodiesel Mixtures
Erdinc Vural Salih Ozer Mehmet Akcay
AbstractAbstract: There is a lot of scientific work on the concept, performance, emission and technological material of diesel engines. However, time spent and expenditures made in preparing the necessary experimental setup, obtaining and evaluating the scientific results mean hardship for researchers. It is thought that by these studies, it is expected to decrease the time and cost by evaluating the results predicted before the manufacturing and experimental setup, to lead the works in the direction of the outputs and to model the engine and the biodiesel fuel reinforcement at different ratios. A two-stroke threecylinder diesel engine was designed using the 4.1.3.143 version of the Diesel-RK program, which was used as commercial software and modeled with 5% (B5), 20% (B20), 40% (B40) and 100% (B100) biodiesel reinforcement and a simulation analysis was carried out mathematically. As a result of this analysis, compared to the standard 2-stroke 3-cylinder diesel engine increase in engine power and torque in B20 fuel, decrease in engine torque and power in B5, B40 and B100 fuel were observed. Specific fuel consumption was found to decrease in B20 fuel while increase in B5, B40 and B100 fuel was observed. When evaluated with standard fuel engine in terms of exhaust emissions, a decrease in t emissions of isotopes was detected while an increase in CO2 and NOx gases was detected in B20 fuel. In B5, B40 and B100 fuels, a decrease in CO2 and NOx gases was detected, while an increase in the emission of isotopes was detected. Özet: Dizel motorlarında konsept, performans, emisyon ve teknolojik malzeme açısından birçok bilimsel çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmalar deney düzeneklerinin hazırlanması bilimsel sonuçların elde edilmesi ve değerlendirilmesi açısından harcanan zaman ve maliyet araştırmacıları zorlamaktadır. Bu çalışmalar ile imalat ve deney düzeneği öncesi öngörülen sonuçları değerlendirerek, alınan çıktılar doğrultusunda çalışmalara öncülük yapması ve tasarlanan motor ve değişik oranlardaki biodizel yakıt takviyesi modellenerek zaman ve maliyetten azaltacağı düşünülmektedir. Ticari yazılım olarak kullanılan Diesel-RK programı, 4.1.3.143 sürümü kullanılarak iki zamanlı üç silindirli bir dizel motoru tasarlanıp, %5 (B5), %20 (B20), %40 (B40) ve %100 (B100) biodizel takviyesi ile modellenip matematiksel olarak simülasyon analizi yapılmıştır. Bu analiz sonucunda standart yakıtlı 2 zamanlı 3 silindirli dizel motorla kıyaslandığında; B20 yakıtında motor güç ve torkunda artış, B5, B40 ve B100 yakıtında motor tork ve gücünde azalma tespit edilmiştir. Özgül yakıt tüketiminde ise B20 yakıtında azalma görülürken, B5, B40 ve B100 yakıtında artış tespit edilmiştir. Egzoz emisyonları açısından standart motorla değerlendirildiğinde, B20 yakıtında CO2 ve NOx gazlarında artış tespit edilirken İs emisyonlarında azalma tespit edilmiştir. B5, B40 ve B100 yakıtlarında ise CO2 ve NOx gazlarında azalma tespit edilirken İs emisyonlarında artma tespit edilmiştir.