RreirsfflBıK
MÜHENDİS VE MAKİNA DERGİSİ CİLT : 29 SAYI:336 OCAK 1988
Yüklə 1,75 Mb.
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- Tablo 4.1
- 1. DARGHAM, M.A., "Technological Advances in Vehlcle Design"
üretilen organik bileşiklerdir. Alkoller; saf olarak kullanıla- bilecekleri gibi, genellikle petrolden üretilen yakıtlara karış- tırılmaktadır. Etanol (C H OH): Şeker, şekere çevrilebilen selüloz ve- ya nişasta gibi maddelerin fermantasyonu sonunda elde edilen etanol (etil alkol) en yaygın alkol türüdür. Etanol; patates, tahıllar, şeker kamışı, şeker pancarı, ot, saman gibi her tür bitkiden veya daha genel olarak güneş enerjisini dönüştürülmüş bir kimyasal yapıda depolayan her üründen elde edilebilir. Etanol, 78,4 °C'ta kaynayan -100°C'a kadar sıvı olarak kalan temiz, renksiz bir sıvıdır. Yoğunluğu 0,794, alt ısıl değeri yani l kg'nın yanması sonunda açığa çıkan ısı 6400 Kcal/kg'dır. Tablo 4.l'deki değerlere göre örneğin benzin ile karşılaştırıhrsa ısü değerinin benzine göre ~ % 35 az olduğu görülür. Su ile her oranda karışabilme özelliği ile petrolden ayrılır. Metaııol (CH3OH): Etanola benzer özellikleri vardır. Fa- kat; odun ve kömür gibi fosillerin ısı altında damıtılmaları yolu ile veya CO ve H2"nin katalitik ortamda sentezleri so- nunda elde edilir. Ayrıca bazı kimyasal işlemler sonunda doğal gazdan da metanol elde edilebilmektedir. 67°C'ta kaynar, -98°.C'ta donar ve su ile her oranda karışabilir. Her iki tür alkol, bazı yapısal özellikleri nedeni ile, saf olarak motorlarda kullanım açısında pek çekici değildir. An- cak bazı yararlı etkileri gözönüne alınarak petrol yakıtları- na belirli oranda karıştırılarak motorlarda kullanılmaları uy- gundur. Tablo 4.1: Çeşitli yakıtların özellikleri. Alkollerin en önemli üstünlükleri yüksek oktan sayıları ve petrole dayalı yakıt olmamalıdır. Yüksek oktan sayıları, da- ha büyük sıkıştırma oranlarının seçilebilmesine ve verimin yükselmesine olanak sağlamaktadır. Ayrıca alkolün petrole göre daha düşük alev sıcaklıklarının olması, yanma işleminin iyileşmesini, yanma ürünleri içindeki azot oksitlerin NOX ve CO' in azalmasını sağlamaktadır. Bu üstünlükleri yanında, alkollerin bazı yetersiz özellikle- ri vardır. Alkollerin en önemli yetersizliği içinde bulunan suyun yakıt ve emme sistemi üzerindeki korozif etkisidir. Bunun yanında alkollerin ısıl değeri petrole göre daha dü- şüktür, buharlaşma ısısı yüksektir. Buharlaşma ısısının yük- sek oluşu motorlarda soğukta ilk hareketi zorlaştırmaktadır. Aynca alkol kullanıldığında buhar tıkacı olasılığı artmakta- dır. Sayılan yetersizliklere ek olarak, günümüzde alkol üreti- mindeki enerji dengesi negatiftir. Yani alkolün üretimi için, yanması sonunda vereceği enerjiden fazla enerjiye gereksi- nim vardır, özellikle etanolun çoğunlukla gıda maddelerin- den elde edilmesi, besin kaynaklan açısından ayn bir yeter- sizliği oluşturmaktadır. Bazı otomobil yapım firmaları saf metanol ve etanolle çalışan deney taşıtları üretip, denemeler yapmaktadır. Bu taşıtlarda, sıkıştırma oranı metanol için 13, etanol için 11,4 alınmaktadır. Korozyonu önlemek için yakıt ve emme sistemi koruyucu maddelerle kaplanmakta, yakıtın buharlaş- masına yardım etmek amacı ile su ile ısıtılan emme manifol- du 10° C'tan düşük sıcaklıklarda ilk harekette yardımcı pet- rol sistemleri kullanılmaktadır. Saf alkol; yüksek oktan sayısına karşı çok düşük setan sa-
MÜHENDiS VE MAKlNA DERGiSi CiLT : 29 SAYI:336 OCAK 1988 25 yısına sahip olduğundan diesel motorları için uygun değildir. Diesel motorlarındaki kullanımlarda setan sayısını artırıcı katkı maddeleri veya diğer yüksek setan sayılı yakıtlarla ya- pılmış karışımlar gerekir, öte yandan, gaz türbinleri alkolle- rin kullanımı açısından uygundur. Stratejik ve pratik açıdan Avrupa'da düşük oktan sayılı yakıtlara % 5 hacımsal orana kadar alkol katılması, vurun- tuya dayanıklılığı artırdığı ve yanmayı iyileştirdiği için uy- gun görülmektedir. Aynca bu durumda yakıt sisteminde önemli bir değişiklik yapmaya gerek kalmamaktadır. Bununla birlikte ;metanol ve etanol dünyanın ham petro- le dayanması riskine karşı, değişik bir seçenek oluşturur. Gaz Yakıtlar: Günümüz motorlarına uygun ve ticari ola- rak elde edilebilir iki tür gaz yakıt; metandan oluşan doğal gaz, propandan oluşan petrol gazıdır. Fakat saf hidrojenin uzak gelecekte en önemli alternatif yakıt durumuna gelmesi beklenebilir. Sıvılaştırılmış Petrol Gazı (LPG): Dünyanın her tarafında ticari miktarlarda bulunabilen ve taşıtlarda da kullanılabilen petrol gazının önemli bölümünün propan (C H ) oluşturur. Propan düşük eksoz emisyonu verir, yani yanma ürünleri daha az miktarda zararlı bileşikler içerir, yüksek oktan sayı- sına sahiptir. Fakat en önemli üstünlüğü metana göre daha kolay smlaşabilmesidir. örneğin 21°C sıcaklıkta 110 Pa ba- sınç altında sıvılaşabilmektedir. Bu özelliği nedeni ile daha kolaylıkla smlaştınlarak depolanabilmektedir. Sıvılaştırıl- mış petrol gazının 103 -105 gibi yüksek oktan sayısı vardır En önemli yetersizliği petrole göre kütlesel olarak % 11, hacımsal olarak % 33 az enerji bulundurmasıdır. Setan sayısı düşük olduğu için diesel motorlarında kullanılmaya uygun değildir. Sıvı yakıt yerine gaz yakıt kullanıldığında, emilen kanşım içinde gaz yakıt daha fazla hacim kapladığından, volümet- rik verim ve güç belirgin olarak düşer. Bu güç kaybı 103- 105 gibi yüksek oktan sayısına uygun motor dizaynı ile gide- rilebilir. Burada petrol tankı yerine, bagaj bölmesine veya bölmenin altına LPG tankı yerleştirilir. Motorun sıkıştırma oranı, yakıtın oktan sayısına uygun olarak, 10,5-11'e yükseltilebilir. Emilen dolgu hacmi artacağından emme sistemi uygun şekilde değiştirilmelidir. Aynca ateşleme avansı ve kam ayan uygun şekilde yapılmalıdır. Sıvılaştırılmış Doğal Gaz (LNG): Doğal gaz, % 84'ten büyük oranda metan (CH ) içeren ve en fazla miktarda elde edilebilen gaz yakıttır. Düşük eksoz emisyonu ile yandığın- dan ve 130 gibi çok yüksek oktan sayısı olduğundan motor- culuk açısından çekici yakıttır. En belirgin yetersizliği an- cak yüksek basınç altında veya düşük sıcaklıkta etkin olarak depolanabilmesidir. Yine LPG'de olduğu gibi, volumetrik ve- rimi, birim hacminin ısı kapasitesi düşüktür. Yüksek oktan sayısından yararlanarak sıkıştırma oranı- nın 14'e kadar çıkanlabilmesine olanak sağlar. Yüksek ba- sınç altında sıvılaştınlmasma uygun yakıt tanktan üzerinde çalışmalar yapılmaktadır. Hidrojen:Hidrojen yanma açısından çok çekici bir ya- kıttır. Günümüzdeki yöntemlere göre, sudan elektroliz yolu veya diğer kimyasal yollarla elde edilmesi çok pahalıya mal- olmaktadır. Aynca metaller üzerindeki difüzyon özelliği nedeni ile depolanması ve kullanımı bir çok zorluklar do- ğurmaktadır. Son zamanlarda hidrojenin depolanması için hidrid mal- zemeler üzerinde çalışılmaktadır. Hidrid malzemeler, mole- külleri arasında hidrojeni depolayabilen ve ısıtıldığında ser- best bırakan metal alaşımlarıdır. Gelecekte üretimi, dağıtımı, taşıtlarda depolanması ve kullanılması ile ilgili problemler çözümlenirse, hidrojenin büyük olanaklar sağlaması beklenebilir. SONUÇLAR Dünya petrol kaynaklarının sınırlı oluşu ve gelecekte tü- kenme tehlikesi karşısında petrole alternatif yakıt arayışı günümüzde önem kazanmıştır. Alternatif yakıtlara ek olarak yakıt tüketimim ve çevre kirliliğini azaltmak amacı ile taşıt- larda ve motorlarda çeşitli önlemler alınması gerekmekte ve bu konuda da araştırmalar sürmektedir. Taşıt ve motor açısından yapılabilecek yapısal değişik- likler ve olası gelişmeler aşağıdaki gibi özetlenebilir:
öte yandan petrole katılabilecek veya alterantif olarak kullanılabilecek olası yakıtlar ve uygulanacak değişiklikler şunlardır:
KAYNAKÇA 1. DARGHAM, M.A., "Technological Advances in Vehlcle Design", Ford Energy Report SP1, Interscience Enterprises Ltd. United Yüklə 1,75 Mb. Dostları ilə paylaş:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||