Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2014
Öğrenci: SALİH KARAASLAN
Danışman: NURİ YÜCEL
Özet:Bu çalışmada, motor silindirinde meydana gelen yanma olayı deneysel ve sayısal tekniklerle analiz edilmiştir. Tez kapsamında gerçekleştirilen tüm deneysel ve sayısal uygulamalarda tek silindirli Ricardo E6 araştırma motoru kullanılmıştır. Deneysel çalışmalar kapsamında, performans ve egzoz emisyon deneyleri, silindir-içi gaz analizleri ve basınç ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Silindir-içi gaz numuneleri gaz kromotografi (GC) ve Capelac gaz analiz cihazları kullanılarak analiz edilmiştir. Gerçekleştirilen analizlerde GC-FID ve GC-TCD detektörleri kullanılarak silindir-içinde yanma stroğu boyunca HC bileşenlerinin parçalanma eğilimleri ve CO oluşumları deneysel olarak irdelenmiştir. Deneysel faaliyetlerin son bölümünde ise motor için enerji ve ekserji analizleri gerçekleştirilmiştir. Tez kapsamında gerçekleştirilen sayısal simülasyonlar STAR-CD/es-ice yazılımı kullanılarak yapılmıştır. Oluşturulan sayısal modelde k-RNG türbülans modeli ve ECFM, ECFM-3Z/spark ve GEquation yanma modelleri kullanılmıştır. Simülasyonlar sonucunda elde edilen silindir-içi yakıt konsantrasyonu, sıcaklık değişimleri ve basınç değerleri irdelenmiştir. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde, sıkıştırma oranı ve ateşleme avansının yanmayı olumlu yönde etkilediği görülmektedir. Sıkıştırma oranının ve ateşleme avansının artırılması ile silindir-içi basınç artmakta ve yanmamış HC (ppm) bileşenlerinde azalma meydana gelmektedir. Özellikle yüksek karbon sayısına sahip HC (ppm) bileşenlerinin parçalanma eğilimlerinde artış gözlenmektedir. Bu durum egzoz stroğunda motordan atılan toplam HC mertebelerini azaltmakta, eksik yanma ürünü olan CO (%) oluşumunu minimize etmektedir. Ekserji analizi sonuçları incelendiğinde, sistemde meydana gelen ekserji yıkımının büyük bir bölümünü yanma prosesindeki tersinmezliklerin oluşturduğu düşünülmektedir. Sıkıştırma oranının artırılmasının ekserji verimini artıran bir unsur olduğu görülmüştür. Sayısal analizler neticesinde, silindir-içi basınç ölçüm değerleri ile en uyumlu sonuçları G-equation yanma modelinin verdiği görülmektedir. Ön karışımlı, buji ateşlemeli bir motor silindirinde meydana gelen yanma için alev cephesi kalınlığı ve alev ilerleyişi için beklenen fiziksel gerçeği G-equation yanma modelinin daha iyi temsil ettiği görülmüştür.