Stokastik reaktör model yaklaşımı ile biyodizel pilot yakıtlı doğalgaz motoru simülasyonu

Abstract

Bu çalışmanın amacı, iki alternatif yakıtın çift yakıtlı motorda birlikte yakılmasının motor performansı ve egzoz emisyonları üzerine etkilerini teorik olarak incelemektir. Teorik çalışmada kullanılan yöntem stokastik reaktör model yaklaşımıdır ve yaklaşım temel olarak olasılık yoğunluk fonksiyonuna (PDF) dayanmaktadır. Bu yaklaşımı temel alan motor simülasyon yazılımı ana yakıt doğalgaz ve pilot yakıt biyodizel içeren çift yakıtlı motorda simülasyon yapmak için kullanılmıştır. Yazılım yakıtların detaylı ve indirgenmiş kimyasal kinetik mekanizmalarıyla çalışmaktadır. Çalışmada kullanılan biyodizel kimyasal kinetik mekanizması 71 bileşen ve 217 reaksiyon içeren indirgenmiş metil dekanoat/metil-9-dekenoat/n-heptan ile temsil edilmektedir. Biyodizelin doğalgaz motorunda yanmasını temsil eden toplam 80 farklı durum için simülasyonlar parametrik olarak gerçekleştirilmiştir. Motor performansı açısından silindir basıncı ve ısı açığa çıkış oranı karakteristikleri ve egzoz emisyonları incelenmiştir. Optimum durumlarda simülasyon basınç ve ısı açığa çıkış oranı karakteristiklerinin deneysel veriyle uyumlu olduğu gözlemlenmiştir. Egzoz emisyonları açısından NOX emisyonu haricindeki diğer emisyonların deneysel veriye yakın sonuçlar vermediği gözlemlenmiştir. Elde edilen sonuçlar stokastik reaktör modelin çift yakıtlı motorların incelenmesinde etkin bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir. Bununla beraber, simülasyonun hassasiyeti kullanılan yakıtların kimyasal kinetik mekanizmalarının doğruluğuna bağlı olduğu yapılan çalışma ile açıkça ortaya konmuştur.