Motorlarda yanma süresi hesabına politropik üs seçiminin ve basınç ölçüm sensörünün etkisi
The effect of polytropic exponent selection and pressure transducer on burn duration calculation in engines
- Tez No: 1002046
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN EMRE DOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Otomotiv Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Automotive Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Açığa çıkan anlık ısı, Politropik üs, Rassweiler-Withrow yöntemi, Yanma süresi, Buji ateşlemeli motorlar, Sürekli yanma odası, Türbülanslı yanma, İçten yanmalı motorlar, Heat released rate, Polytropic exponent, Rassweiler-Withrow method, Burn duration, Spark ignition engines, Continuous combustion chamber, Turbulent combustion, Internal combustion engines
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Motorlarda yanma hızının değerlendirilmesi bilindiği gibi anlık olarak ölçülen silindir içi basınç değerlerinden yola çıkılarak açığa çıkan toplam ısı değeri ile yapılır. Literatürde genellikle yakıtın %5 ile %90'ının yandığı süreç, yanma süresi olarak tanımlanır. Bu değerlendirme işlemi termodinamik esaslara dayanmaktadır ve bu çalışmada Rassweiler – Withrow yaklaşımı kullanılmıştır.Silindir içi basınç ölçüm sistemlerinde bu hesap kullanıcıya hazır olarak verilebilir.Bu çalışmada politropik üs değerine dair üç farklı yaklaşım kullanılmış ve farklı çalışma şartlarındaki etkisi incelenmiştir. İlk yöntem olarak literatürde kabul görmüş ve basınç ölçüm sistemlerinde de bulunan, benzin yakıtlı motorlar için sabit politropik üs değerinin 1,33 alınmasıdır. İkinci yöntemde ise karışım yine hava olarak kabul edilmiş ve sıcaklığa bağlı olarak değişken bir politropik üs değeri hesaplanmıştır. Son ve üçüncü yöntem olarak silindir içerisinde yanmanın başlaması ile gaz bileşimi değişmekte ve yanan yakıt oranına bağlı olarak CO2, H2O, N2, vb. gazlar oluşmaktadır. Buna göre silindir içerisindeki gaz bir karışım olarak ele alınmış ve sıcaklığa bağlı değişken politropik üs hesaplanmıştır. Bu üç farklı politropik üs değeri ile açığa çıkan anlık ısılar hesaplanmıştır. Tek silindirli bir motorda daha önce yapılan deneylerde ölçülmüş basınç verileri kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre açığa çıkan toplam ısı değeri sadece silindir içerisindeki gazın karışım olarak kabul edildiği yöntemde farklılaşmıştır. Buna rağmen bu değişim %2 civarında olduğu için ihmal edilebilir düzeydedir. Ayrıca açığa çıkan toplam ısının oluştuğu konumda yöntemler arasında aşırı fakir karışımlar hariç önemli bir değişim görülmemiştir. Hava fazlalık katsayısının artması ile yanma süresinin (5-%90) kısalması beklenir. Fakat öngörünün gerçekleşmesi için politropik üs seçiminin ve sensör özelliğinin göz önüne alınması sonucuna ulaşılmıştır. Sonuç olarak içten yanmalı motorlarda yanma süreleri (5-%90) incelenecek veya karşılaştırma yapılacaksa politropik üs değerinin seçiminde 3'üncü yöntemin kullanılması sonuçların daha güvenilir olmasını sağlayacaktır.
Özet (Çeviri)
Combustion rate in engines is generally evaluated by calculating the total heat release, which is obtained from the measured cylinder pressure.In the literature, the time it takes for 5% to 90% of the fuel to burn is generally defined as combustion or burnduration.Evaluation of combustion process is based on thermodynamic principles, and in this study, the Rassweiler-Withrow approach is preferred. In cylinder pressure measurement systems, this calculation results can be provided to the user directly. In this study, three different approaches regarding the polytropic exponent were used, and their effects under different engine operating conditions were investigated. The first and most widely accepted method in the literature is the approximation of a constant polytropic exponent, which is selected 1.33 for gasoline engines. In the second method, the mixture is considered to be air, and a new polytropic exponent is calculated for each crank angle based on the mean temperature in the cylinder.Finally, in the third method, as combustion begins within the cylinder, the gas composition changes and CO2, H2O, N2, CO or O2 gases are formed depending on the burned fuel fraction. According to this, the gas within the cylinder is treated as a mixture, and the temperature-dependent polytropic exponent is calculated.Heat release rate is calculated using these three different polytropic exponent selection methods. The pressure data used in this study were obtained from previous experiments on a single-cylinder engine. According to the results, the total heat release only differed in the method where the gas within the cylinder was treated as a mixture. However, this change is negligible, being around 2%. Furthermore, no significant variation was observed between methods in the location where the total heat release occurred, except for extremely lean mixtures.As the mixture becomes leaner, the burn duration is expected to increase (5%-90%). However, this prediction requires the selection of a suitable polytropic exponent and the use of an appropriate pressure sensor. In conclusion, when examining or comparing combustion durations (5-90%) in internal combustion engines, assuming that the working gas in cylinder is a mixture and that its polytropic exponent is temperature-dependent will provide more reliable results.
Benzer Tezler
- Dizel motorlarda yanma süreci boyunca azot oksit olusumu ve yanmıs ürünlerin denge konsantrasyonlarının matematik modellenmesi
Mathematical modelling of nitrogen oxide formation and burned gases equilibrium equations on diesel combustion
ÇAĞKAN KOCABAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. REFİG MEHDİYEV
- Motorlarda yanma süresindeki değişimin farklı zaman aralıklarında incelenmesi
Investigation of the variation in burn duration with different periods in engines
MUSTAFA NAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Otomotiv MühendisliğiKaramanoğlu Mehmetbey ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN EMRE DOĞAN
- Dizel motorlarda yanma olayının incelenmesi ve optimizasyonu
Investigation of combustion and optimization on diesel engine
SELAMİ MERCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Mühendislik BilimleriCumhuriyet ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. HANLAR BAĞIROV
- İçten yanmalı motorlarda farklı yanma odası geometrilerinin performans ve emisyonlara etkisi
The effects of different combustion chamber geometries on the performance and emissions of a internal combustion engine
ABDURRAHMAN DEMİRCİ
Doktora
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR
- Biyodizel-dizel yakıt karışımlarına farklı alkol ilavelerinin dizel motorlarda performans, yanma ve emisyon karakteristiklerine etkilerinin incelenmesi
Investigating the effects of different alcohol additives in biodiesel-diesel fuel blends on performance, combustion and emission characteristics of the diesel engines
MURAT KADİR YEŞİLYURT
Doktora
Türkçe
2017
EnerjiBozok ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TANZER ERYILMAZ
YRD. DOÇ. DR. MEVLÜT ARSLAN