INVESTIGATION OF THE EFFECTS OF SESAME OIL /DIETHYL ETHER (DEE) /DIESEL TERNARY FUEL BLENDS ON DIESEL ENGINE CHARACTERISTICS AND OPTIMIZATION WITH RESPONSE SURFACE METHODOLOGY

Abstract

ABSTRACT

In this thesis, experimental studies were carried out at different engine loads by adding different amounts of diethyl ether (DEE) to improve the response of a single-cylinder diesel engine operating with a mixture of 30% SO + 70% diesel fuel, and it was aimed to determine the optimum operating conditions with response surface methodology (RSM). The SO percentage, DEE percentage, and engine load are chosen as input factors, whereas the output response parameters to be investigated are brake specific fuel consumption (BSFC), carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), carbon dioxide (CO2), and nitrogen oxides (NOx). Analysis of Variance (ANOVA) supported Pareto charts were generated, and the effectiveness of the specified input components was determined. The optimal engine running factors revealed a SO percentage of 20.30%, a DEE percentage of 0%, and a load of 1282.83- W. The ideal responses for BSFC, CO, HC, CO2, and NOx were 551.371 g/kWh, 0.0544%, 26.623 ppm, 4.3566%, and 353.650 ppm, respectively, based on optimal input values. According to the validation study, the maximum error between the optimum and experimental findings is 7.18%. The results show that RSM can be effectively used to optimize the impact of SO/diesel/DEE combinations on diesel engine performance and exhaust emissions, saving time and reducing technical effort.

ÖZET

Bu tezde %30 susam yağı (SO) + %70 dizel yakıt karışımı ile çalışan tek silindirli bir dizel motor yanıtlarının iyileştirilmesi için farklı miktarlarda dietil eter (DEE) ilave edilerek farklı motor yüklerinde deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiş ve tepki yüzeyi metodolojisi (RSM) ile optimum çalışma koşullarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Susam yağı oranı, DEE yüzdesi ve motor yükü girdi faktörleri olarak seçilirken, araştırılacak çıkış parametreleri fren özgül yakıt tüketimi (BSFC), karbon monoksit (CO), hidrokarbonlar (HC), karbondioksit (CO2), ve nitrojen oksitler (NOx) olarak seçilmiştir. Varyans Analizi (ANOVA) destekli Pareto grafikleri oluşturulmuş ve belirlenen girdi bileşenlerinin etkinliği belirlenmiştir. Optimum motor çalıştırma faktörleri, %20,30'luk bir susam yağı yüzdesini, %0'luk bir DEE yüzdesini ve 1282,83-W'lik bir yükü ortaya çıkarmıştır. Optimum girdi değerlerine göre BSFC, CO, HC, CO2 ve NOx için ideal yanıtlar sırasıyla 551,371 g/kWh, %0,0544, 26,623 ppm, %4,3566 ve 353,650 ppm’dir. Doğrulama çalışmasına göre optimum ve deneysel bulgular arasındaki maksimum hata ise %7,18'dir. Sonuçlar, RSM'nin, zamandan tasarruf ederek ve teknik çabayı azaltarak, SO/dizel/DEE kombinasyonlarının dizel motor performansını ve egzoz emisyonları üzerindeki etkisini optimize etmek için etkili bir şekilde kullanılabileceğini göstermektedir.