Seryum Oksit (CeO2) Katkılı Nano Biyodizelin Motor Performansı ve Emisyon Özellikleri Üzerindeki Etkisi


Abstract views: 13 / PDF downloads: 15

Authors

  • Mehmet ÇELİK Karabük Üniversite
  • Cihan BAYINDIRLI Niğde Ömer Halisdemir Üniversite

Keywords:

Biyodizel, Seryum Oksit Nanopartikül, Egzoz Emisyonu, Motor Performansı

Abstract

Bu çalışma, düşük oranda seryum oksit (CeO2) nano katkı maddesinin kanola yağı biyodizeli (K0)
içerisine ilave edilerek motor performansı ve egzoz emisyonlarına etkisinin belirlenmesini
amaçlamaktadır. Çalışmada 50ppm (KCe50) ve 75ppm (KCe75) olmak üzere iki farklı konsantrasyonda
CeO2 nanopartikülleri biyodizel içerisine eklenmiştir. 4 farklı motor yükünde gerçekleştirilen deneysel
çalışma bulgularına göre, biyodizel içerisine CeO2 eklenmesi özgül yakıt tüketimini düşük motor yükünde
(10Nm) KCe50 yakıtında %4,05 ve KCe75 yakıtında %5,74 azaltmıştır. Yük artışıyla birlikte silindir
içerisindeki türbülans ve sıcaklık arttığından yakıt tüketimindeki azalma tespit edilmiştir. 40 Nm yükte
K0 yakıtına göre termik verimdeki artış sırasıyla KCe50 yakıtında %2,07 ve KCe75 yakıtında %4,51
olmuştur. CeO2 nanopartikülü yapısında bulunan oksijen molekülleri CO moleküllerini CO2’ye
dönüşümünü desteklemiş 10 Nm yükte CO emisyonlarında KCe50 ve KCe75 yakıtlarında sırasıyla
%53,22 ve %58,30 azalmıştır. Yük artışıyla bu azalma hızı düşmüş ve tam yanma ürünü olan CO2’nin
artışına neden olmuştur. Nano katkı ilavesi biyodizel yakıtının atomizasyon özelliklerini iyileştirmiş buna
bağlı olarak silindir içerisin de yanmayı olumlu etkileyerek is emisyonlarının önemli oranlarda
azalmasına NOx emisyonlarının ise artışına neden olmuştur.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Mehmet ÇELİK, Karabük Üniversite

Makine Mühendisliği/ Mühendislik Fakültesi, Türkiye

Cihan BAYINDIRLI, Niğde Ömer Halisdemir Üniversite

Motorlu Araçlar ve Ulaştırma Teknolojileri / Niğde Teknik Bilimler MYO,  Türkiye

References

M. E. M. Soudagar, N. Nik-Ghazali, M.A. Kalam, I. A. Badruddin, N. R. Banapurmath, T. M. Yunus Khan, M. N. Bashir, N. Akram, R. Farade, and A. Afzal, “The effects of graphene oxide nanoparticle additive stably dispersed in dairy scum oil biodiesel-diesel fuel blend on CI engine: performance, emission and combustion characteristics,” Fuel , vol. 257, pp. 116015, 2019.

M. Zandie, H. K. Ng, S. Gan, M. F. M. Said, and X. Cheng, “Review of the advances in integrated chemical kinetics-computational fluid ynamics combustion modelling studies of gasoline-biodiesel mixtures,” Transportation Engineering, vol. 7, pp. 100102, 2022.

A. Heidari-Maleni, T. Mesri-Gundoshmian, A. Jahanbakhshi, B. Karimi, and B. Ghobadian, “Novel environmentally friendly fuel: The effect of adding graphene quantum dot (GQD) nanoparticles with ethanol-biodiesel blends on the performance and emission characteristics of a diesel engine,” NanoImpact, vol. 21, pp. 100294, 2021.

M. Hatami, M. Hasanpour, and D. Jing, “Recent developments of nanoparticles additives to the consumables liquids in internal combustion engines: Part I: Nano-fuels,” Journal of Molecular Liquids, vol. 318, pp. 114250, 2020.

F. C. P. Leach, M. Davy, and B. Terry, “Combustion and emissions from cerium oxide nanoparticle dosed diesel fuel in a high speed diesel research engine under low temperature combustion (LTC) conditions,” Fuel, vol. 288, pp. 119636, 2021.

D. Mei, X. Li, Q. Wu and P. Sun, “Role of cerium oxide nanoparticles as diesel additives in combustion efficiency ımprovements and emission reduction,” Journal of Energy Engineering, vol. 142 (4), pp. 1-6, 2016.

K. Brindahdevi, P. T. Kim, M. V. Kumar, C. Govindasamy, A. Anderson, and B. Gavurova, “Enhancing emission control and analyzing the performance and combustion attributes of vehicular engines with spirulina microalgae diesel Ce2O3 nanoparticles blends,” Environmental Research, vol. 239, pp. 117370, 2023.

M. M. Uyar, A. B. Demirpolat, and H. Arslanoğlu, “Investigation of performance and emission values of biodiesel fuels produced by adding ZnO nanoparticles as additives to waste sunflower and Köhnü grape seed oil,” Colloid and Polymer Science, vol. 301, pp. 557-567, 2023.

A. T. Hoang, D. Balasubramanian, I. P. Venugopal, V. Rajendran, D. T. Nguyen, K. R. Lawrence, X. P. Nguyen, and M. A. Kalam, “A feasible and promising approach for diesel engine fuelled with a blend of biodiesel and low-viscosity Cinnamon oil: A comprehensive analysis of performance, combustion, and exergy,” Journal of Cleaner Production, vol. 401, pp. 136682, 2023.

E. G. Varuvel, T. Subramanian, P. Khatri, “Effect of diglyme addition on performance and emission characteristics of hybrid minor vegetable oil blends (rubber seed and babassu oil) in a tractor engine – an experimental study,” Biofuels, vol. 11 (7), pp. 829-837, 2018.

P. Murugesan, A. T. Hoang, E. P. Venkatesan, D. S. Kumar, B. Balasubramanian, A. T. Le, and V. V. Pham, “Role of hydrogen in improving performance and emission characteristics of homogeneous charge compression ignition engine fueled with graphite oxide nanoparticle-added microalgae biodiesel/ diesel blends.” International Journal Of Hydrogen Energy, vol. 47 (88), pp. 37617-37634, 2022.

T. S. Singh, U. Rajak, O. D. Samuel, P. K. Chaurasiya, K. Natarajan, T. N. Verma, and P. Nashine, “Optimization of performance and emission parameters of direct injection diesel engine fuelled with microalgae Spirulina (L.)–Response surface methodology and full factorial method approach,” Fuel, vol. 285, pp. 119103, 2021.

M. Mehregan, and M. Moghiman, “Numerical investigation of effect of nano-aluminum addition on Nox and CO pollutants emission in liquid fuels combustion,” Int J Mater Mech Manuf., vol. 2(1), pp. 60-63, 2014.

G. Pullagura, J. R. Bikkavolu, S. Vadapalli, P. V. V. Siva, K. R. R. Chebattina, D. Barik, A. Nayyar, P. Sharma, and B. J. Bora, “Amplifying performance attributes of biodiesel–diesel blends through hydrogen infusion and graphene oxide nanoparticles in a diesel engine,” Clean Technologies and Environmental Policy, vol. 26, pp. 2235-2257, 2024.

A.B. Arslan and M. Çelik, “Optimizing Engine Performance & Emissions With CeO2 Nanoparticles In Diesel Fuel: Via Response Surface Method,” Ct&F - Ciencia, Tecnología & Futuro, vol. 13, pp. 55 – 68, 2023.

A. Abdulvahitoğlu and G. Tüccar, “Evaluation of watermelon seed biodiesel as an alternative fuel in diesel engines,” Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, vol. 32 (1) pp. 189-194, 2017.

M. Çelik, İ. Örs, C. Bayındırlı, M. Demiralp, “Experimental investigation of impact of addition of bioethanol in different biodiesels, on performance, combustion and emission characteristics,” Journal of Mechanical Science and Technology, vol. 31 (11), pp. 5581-5592, 2017.

Downloads

Published

2024-08-29

How to Cite

ÇELİK, M., & BAYINDIRLI, C. (2024). Seryum Oksit (CeO2) Katkılı Nano Biyodizelin Motor Performansı ve Emisyon Özellikleri Üzerindeki Etkisi . International Journal of Advanced Natural Sciences and Engineering Researches, 8(7), 82–88. Retrieved from https://as-proceeding.com/index.php/ijanser/article/view/1969

Issue

Section

Articles