İçten yanmalı motorlarda hidrojen kullanımı ve depolama sisteminin simülasyonu
Simulation of hydrogen utilization and storage system in internal combustion engines
- Tez No: 1023481
- Danışmanlar: PROF. DR. BAHADIR ACAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Enerji, Enerji depolama, Enerji depolama sistemi, Energy, Energy storage, Energy storage system
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, hidrojen içten yanmalı motorun mevcut zorluklarını, özellikle depolama tankları ve bunların boşaltılması ile kompresör konularına odaklanarak, iki ana nedenden dolayı yürütülen bir literatür taramasıyla incelemektedir. Birincisi, hidrojen içten yanmalı motorun çalışma prensibine genel bir bakış sağlamak; ikincisi ise, önceki araştırmalardan test verileri ve araştırmacıların sonuçlarını toplamaktır. Literatür taramasından, hidrojenin yanma yakıtı olarak yanma kararlılığı, güç yoğunluğu ve NOx emisyonları konusunda hala zorluklar yarattığı ortaya çıkmıştır. Ön ateşleme ve vuruntu gibi anormal yanma, stokiyometrik orana (34,2:1) yakın hava-yakıt oranlarında sıklıkla meydana gelir ve bu nedenle ϕ = 0,5-0,6 civarında çalışma daha optimaldir. Yakıt hücreli elektrikli araçlar kapsamlı bir şekilde araştırılmış olsa da, hidrojen potansiyelinde henüz tam olarak araştırılmamış bir alan bulunmaktadır. Şirketler, ağır hizmet tipi kamyon filolarına bu teknolojiyi entegre etme amacıyla, dizel yakıta alternatif olarak hidrojen püskürtmesinin difüzyon yanması gibi konfigürasyonlar kullanarak içten yanmalı motorlarda hidrojen kullanımını araştırmaktadır. Simülasyonlar, Matlab'ın Simulink'i kullanılarak Volvo'nun tescilli simülasyon platformuna entegre edilmiş bir model oluşturuldu. 700 bar'a kadar ulaşan son derece yüksek depolama basınçları nedeniyle, hidrojen için gerçek gaz varsayımı kullanıldı. Gerçek gaz denkleminin sıkıştırılabilirlik katkısı bu basınç seviyelerinde çok önemli hale gelmektedir. Tank boşaltımı sırasında adyabatik ve izotermal boşaltımın simülasyonu aracın menzilini önemli ölçüde etkilediği için son derece önemlidir. Yük, yakıt tüketimini doğrudan etkileyen ve sürüş menzilini azaltan bir diğer önemli faktördür. Yükün, sürüş menzilini azaltmanın yanı sıra kompresör güç tüketimini de önemli ölçüde artırdığı gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
This study examines the current challenges of hydrogen internal combustion engines, focusing particularly on storage tanks and their discharge, as well as compressor issues, through a literature review conducted for two main reasons. First, to provide a general overview of the operating principles of hydrogen internal combustion engines; second, to gather test data and researchers' conclusions from previous studies. The literature review revealed that hydrogen as a combustion fuel still presents challenges in terms of combustion stability, power density, and NOx emissions. Abnormal combustion, such as pre-ignition and knocking, frequently occurs at air-fuel ratios close to the stoichiometric ratio (34.2:1), and therefore operation around ϕ = 0.5-0.6 is more optimal. While fuel cell electric vehicles have been extensively researched, there is an area in hydrogen potential that has not yet been fully explored. Companies are investigating the use of hydrogen in internal combustion engines using configurations such as diffusion combustion of hydrogen injection as an alternative to diesel fuel, with the aim of integrating this technology into heavy-duty truck fleets. A model was constructed and integrated with Volvo's proprietary simulation platform using Matlab's Simulink. Due to the extremely high storage pressures of up to 700 bar, the real gas assumption was used for hydrogen. The real-gas equation's compressibility contribution becomes crucial at these pressure levels. Simulating adiabatic and isothermal unloading during tank emptying is extremely important as it significantly affects the vehicle's range. Load is another significant factor that directly impacts fuel consumption and reduces driving range. It has been shown that load significantly increases compressor power consumption in addition to reducing driving range.
Benzer Tezler
- Karıştırıcılar ve karıştırma kabındaki akım olaylarının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
NADİR İLTEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ÖMER SAMİH MERTBAŞ
- Plazma arkı eldesi ve yüzey bölgesi modifikasyonunda kullanılabilirliği
Başlık çevirisi yok
ÖZKAN ÖZİPEKLİLER
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİM DEMİRCİ
- Purification of bacteriorhodopsin from halobacterium halobium and reconstitution studies in liposomes
Başlık çevirisi yok
M.BAKER ZABUT
Yüksek Lisans
İngilizce
1987
BiyokimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MERAL YÜCEL
- Sürücülerde kandaki alkol miktarı ile trafik kazası arası ilişki
Başlık çevirisi yok
Z.SEMRA GÜMRÜKÇÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
UlaşımGazi ÜniversitesiKazaların Çevresel ve Teknik Araştırması Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. RIDVAN EGE