Etanolün Araç Yakıtı olarak kullanımı

ETANOL

Etanol, içerisinde etil alkol bulunan, şeker, şekeri çevrilebilen selüloz veya nişasta gibi maddelerin fermantasyonu sonucu elde edilen alkol türüdür. Etanol patates, tahıllar, şeker kamışı ve şeker pancarı gibi tarım ürünlerinden elde edilir.

Etanolun motorlarda kullanımı düşüncesi tarım ürünlerinin bolca yetiştirildiği ülkeler için geçerlidir. Bu sebeple etanol yakıtının alternatif bir yakıt olarak motorlarda kullanılması dünya çapında sınırlı kalmıştır. Ayrıca günümüzdeki etanol üretimindeki enerji dengesi negatiftir. Yani etanolün üretimi için, yanması sonunda vereceği enerjiden fazla enerjiye gereksinim vardır.

Etanolün Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri 

Kimyasal denklemi

 

C2H3OH

C/H oranı

 

46.07

Moleküler kütle

 

0.333

Özgül kütle

(kg / dm3)

0.79

Isıl değeri

(Mj/kg)

26.9

Buharlaşma ısısı

(Mj/kg)

0.856

Adyabatik alev sıcaklığı

(0C)

1924

Kaynama noktası

(0C)

78.7

Donma noktası

(0C)

-117.7

Kendi kendine tutuşma sıcaklığı

(0C)

392

Oktan sayısı

 

106

 

Etanol temiz, renksiz ve zehirli olmayan bir sıvıdır. Etanolun ısıl değeri benzinden daha düşüktür. Etanol su ile her oranda karışabilme özelliğine sahiptir.Etanolun, yüksek oktan sayısına sahip olmasına karşın çok düşük setan sayısına sahip olması ve kendi kendine tutuşma direnci nedeni ile dizel motorlarında kullanımında birtakım problemler yaratır. Fakat kendi kendine tutuşma direnci, Otto motorlarında sıkıştırma oranının arttırılmasına olanak sağladığından etanolun Otto motorlarında kullanımı daha avantajlıdır. Bu sebepten dolayı etanol, dizel motorlarında ancak buji kullanılması durumunda vaya dizel yakıtla karıştırılması durumunda kullanılabilir.Düşük setan sayısına sahip olan yakıtların dizel motorlarındaki yanmasını düzeltmek için birtakım çalışmalar yapılmaktadır. Tablo 1’de uygulanabilecek metotlar ve bu metotların avantaj ve dezavantajları gösterilmektedir.

 

Tablo 1 Etanolün Dizel Motorlarında Kullanımı İçin Geliştirilen Metodlar

metod avantajlar dezavantajlar
Kimyasal Katkı Maddesi Motorda Değişikliğe Gerek Yok Katkı Maddelerinin PahallıOlması ve Gerekli MiktarınınÇokluğu
Emilsyon Motorda Çok Az Değişiklik Gerektirir Yakıtın % 50’sinin DizelOlması Nedeni İle İkiAyrı Yakıt Tankı Gerektiriyor
Etanolün ve Dizel Enjektörlerinin Ayrı Kullanımı Pilot Enjeksyon İçin Az Miktarda Dizel Yakıtı Gereksinimi Karmaşık Kontrol Sistemive İki Ayrı EnjeksiyonSistemi Gereksinimi
Yüzey Ateşlemesi Tek Bir Yakıt Gerektirmesi Sıcak Yüzey Eldesi İçinGerekli Enerjinin BüyükOlması
Buji Ateşlemesi Tek Bir Yakıt Gerektirmesi Ateşleme Sisteminin Fiyatı

 

Etanolün ısıl değeri petrole göre daha düşüktür, buharlaşma ısısı yüksek, buhar basıncı düşüktür. Buharlaşma ısısının yüksek oluşu motorlarda soğukta ilk hareketi zorlaştırmaktadır. Etanolün en önemli dezavantajlarından biri içinde bulunan suyun yakıt donanımı ve emme sistemi üzerindeki korozif etkisidir. Etanolün korozif özellikleri nedeni ile korozyonu önlemek için yakıt ve emme sistemi, koruyucu maddelerle kaplanmaktadır. Ayrıca etanolün nem tutuculuk özelliğinin yüksek olması ve kolaylıkla nemlenmesi etanol benzin karışımı olan yakıtlarda faz ayrışmasına neden olabilir. İçerisinde su bulunmayan alkol ve benzini karıştırmak mümkün olmasına rağmen az miktarda su ihtiva eden karışımlarda bu mümkün olmamakta ve faz ayrışması oluşmaktadır. 

Çeşitli deneyler sonucunda varılan sonuçlar şu şekilde sırlanabilir:

1.      Benzine etil alkol katılması yanmayı iyileştirmekte vuruntuya dayanıklılığı artırmaktadır. En iyi karışımın % 10 hacimsal oranlı etil alkol – benzin karışımı olduğu belirlenmiştir. Bu karışımda düşük sıkıştırma oranlarında  (e=7.5 için) %7 ; yüksek sıkıştırma oranlarında  (e=9.5 için) %15 verim artışı sağlanmaktadır. Ayrıca alkol kullanımı hava kirliliğini önemli düzeyde azaltmaktadır.

2.      Alkollerin buhar basıncı düşük olduğundan alkol karışımları kullanıldığında özellikle soğuk havalarda ilk harekette emme sisteminde buharlaşmayı iyileştirici önlemler almak gerekir. Ayrıca alkolün (ve içinde bulunabilecek suyun) emme ve yakıt sistemi ve diğer motor elemanları üzerindeki korozif ve aşındırıcı etkileri incelenmeli, bu etkilere karışı gerekli önlemler alınmalıdır.

3.      Güncel tekniklerde etil alkol üretimi pahalıdır ve genellikle gıda kaynaklarına dayanmaktadır. Ucuz alkol üretimi için yeni yöntemler geliştirilmelidir.

 Etanolun motorlarda kullanımı düşüncesi daha çok geniş tarım alanlarına sahip ülkelerde yaygındır. ABD’de tarımla uğraşılan eyaletlerde, %80 etanol %20 benzin karışımı olan E80 yakıtı, yıllardan beri otomobillerde yakıt olarak kullanılmaktadır. Petrol rezervlerinin hemen hemen olmadığı fakat özellikle şeker kamışının bol bulunduğu Brezilya’da otomobiller 15 yıldan fazla bir süredir etanolle çalışmaktadır.

Yanma Performansı

Etanolün buharlaşma ısısının yüksek oluşu soğukta çalışmayı güçleştirmektedir. Kendi kendine ateşleme direncinden dolayı etanol Otto çevrimli motorlarda rahatlıkla kullanılabilir. Bu özelliği bu yakıtın dizel motorlarında kullanılmasını güçleştirmektedir. Etanol yakıtı metanol gibi dizel motorlarında yüksek enerji bujileri ile beraber kullanılmalıdır. Yanma enjeksiyon zamanlamasına bağlıdır. Enjeksiyon zamanlamasının iyi olmaması karışımın erken yanmasına neden olabilir.

Egsoz Emisyonu

Etanolün benzine göre daha düşük alev sıcaklığının olması, yanma işleminin iyileşmesini, yanma ürünleri içindeki azot oksiltlerin NOx ve CO’nin azalmasının sağlamaktadır.   

Kaynaklar:(Motorlarda Kullanılan Alternatif Yakıtlar) 

Döküman Arama

Başlık :

Kapat