Motor Yakıtlarının Genel Özellikleri Yanma için gerekli hava miktarı MOTORLARDA YANMA Motor Yakıtlarının Genel Özellikleri Yanma için gerekli hava miktarı

Motorlarda Yanma Yakıtlardaki moleküller S, C,H,O,N, W(su), k(kül)=1 C+H+S+O=1 Tam Yanmada C + O2 = CO2 + Q (33 870 kJ/kg) H2 + 1/2 O2 = H2O + Q (144 400 kJ/kg) 12kg 32kg 44kg 2kg 16kg 18kg 1kg 32/12 kg 44/12 kg 1kg 8 kg 9kg 1kg 1/12 kmol 1/12kmol 1kg ¼ kmol ½ kmol Atom ağırlıkları yerine yazılırsa 12n+2n+2a = 14n+2a g HC TAM yanması için; O2 gereklidir Öyleyse 1 g HC TAM yanması için gerekli en az O2 miktarı kg O2 / kg yakıt gereklidir

Motorlarda Yanma Normal olarak kütlece hava içinde %23.58 O2 bulunmakta. Bu durumda 1 g HC TAM yanması için gerekli en az HAVA miktarı; kg Hava/ kg yakıt gereklidir Oksijenin yeterli veya yetersiz olması durumuna göre yanma iki şekilde olur: a) Tam yanma (oksijen yeterli) b) Eksik yanma (oksijen yetersiz) Tam yanmada pratikte, 1 kg benzin yada motorin için 15 kg hava gerekli olduğu varsayılır. (1 J =4.18 cal) Havanın yoğunluğu 1.225 kg m3 alınabilir.

b) Eksik Yanma - Eksik yanma: Oksijenin yetersiz olması durumunda gerçekleşir (yetersiz O2) 2C + 1/2O2  2CO (+8 800 kJ/kg) Sakıncaları: a) Düşük enerji: 1 kg C, tam yanmada 33870 kJ, eksik yanmada 8800 kJ ısı verir (ortaya çıkan enerji 4 kat daha az) b) Oluşan karbonmonoksit (CO) gazı zehirli

Tam yanma Örnek problem Benzinde önemli ölçüde bulunan Oktanın yanması için kaç gram havaya gerek vardır? Çözüm: Oktan: C8H18 → n=8, a=1 SORU: Motorinde önemli ölçüde bulunan Setanın (C16H34) yanması için kaç gram havaya gerek vardır? g Hava/ g yakıt gereklidir

Hava Fazlalık Katsayısı, λ Yakıtla karışan havanın bir kısmı, karışımın homojen olmaması nedeniyle, yanma sırasında, yakıtla temas edemeyerek yanmış gazlarla dışarı atılabilir. Bu aynı zamanda bir miktar yakıtın da tam yanmadan dışarıya atılması demektir. Bu sakıncayı gidermek için; yanma için gerekli en az hava miktarından biraz daha fazla hava yakıta karıştırılır. Bu hava miktarı ise; olarak hesaplanır λ : Hava fazlalık katsayısı, H : 1 g yakıta karıştırılan hava miktarı (g), Hmin : 1 g yakıtın tam yanması için gerekli en az hava miktarı (g) dır.

Hava Fazlalık Katsayısı (λ) = 𝑆𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑖𝑟𝑒 𝐺𝑖𝑟𝑒𝑛 𝐺𝑒𝑟ç𝑒𝑘 𝐻𝑎𝑣𝑎 𝑀𝑖𝑘𝑡𝑎𝑟𝚤 𝑆𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑖𝑟𝑒 𝐺𝑖𝑟𝑚𝑒𝑠𝑖 𝐺𝑒𝑟𝑒𝑘𝑙𝑖 𝑀𝑖𝑛𝑖𝑚𝑢𝑚 𝐻𝑎𝑣𝑎 𝑀𝑖𝑘𝑡𝑎𝑟𝚤 Hger ‹ Hmin λ ‹ 1 (Yakıtça zengin karışım; hava az, yakıt fazla) Hger = Hmin λ = 1 (Stokiometrik karışım; Normal karışım) Hger › Hmin λ › 1 (Yakıtça fakir karışım; hava fazla yakıt az)

Hava Fazlalık Katsayısı (λ) Hger ‹ Hmin λ ‹ 1 (Yakıtça zengin karışım; hava az, yakıt fazla) Hger = Hmin λ = 1 (Stokiometrik karışım; Normal karışım) Hger › Hmin λ › 1 (Yakıtça fakir karışım; hava fazla yakıt az) Dizel motorlarda λ > 1.4 den büyük olabilir. Direkt püskürtme yapılan bu tip motorlarda; enjektör bölgesinde zengin diğer bölgelerde fakir karışım bölgesi (heterojen karışım ) oluşur.

Hava Fazlalık Katsayısı (λ) TERMİK MOTORLARDA HAVA FAZLALIK KATSAYISINDAN ÖNEMLİ DERECEDE ETKİLENİR; Özgül yakıt tüketimi Ortalama efektif iç basınç Ateşleme zamanı Sıkıştırma oranı ve Yakıtın kendiliğinden tutuşma meyli veya dayanımı gibi özellikler. Bu etki Otto ve Dizel motorlarda farklı olduğundan, λ’nın değeri de farklı şeçilmektedir. λ = 1.7 – 2 ( Düşük devirli stasyoner veya gemi dizel motorları) λ = 1.3 – 1.7 (Büyük araç dizellerinde) λ = 0.9 – 1.1 (Otto motorlarında) λ = 0.85 – 1.0 (Uçak motorlarında) λ ≥ 0.4 olursa tutuşma olur. Çok zengin karışımlarda verimsiz yanma olur. Duman siyahtır. Yanmayan yakıt is oluşturur, silindire zarar verir. Zengin karışımda relanti devri artar. λ ≤ 1.4 olursa tutuşma olur. Çok fakir karışımlarda yanma hızı düşük olur. Ekzoz süpapı etrafında yanma olur. Yanma ekzoz fazına kayabilir.

Kritik Hava Fazlalık Katsayısı X=1 tüm ürünler CO olur. Bunu sağlayan hava fazlalık katsayısına λkr, “kritik hava fazlalık katsayısı” denir.