Modelling of combustion in diesel engines
Dizel motorlarda yanma modellemesi
- Tez No: 252293
- Danışmanlar: PROF. DR. İ. BEDİİ ÖZDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Uçak Mühendisliği, Mechanical Engineering, Aircraft Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 92
Özet
Dizel motor yanma benzetimine gereksinim, kirletici oluşumunun öngörümü ve motor karakteristiklerinin belirlenebilir olmasıyla artmıştır.Bu tezde, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yazılımı olan KIVA 3V ile motor iç akışı, püskürtme mekanizmasıyla birlikte araştırılmıştır. KIVA 3V, Favre ortalaması alınmış Navier-Stokes denklemlerini yeniden normalize edilmiş grup k-epsilon türbülans modeli ile üç-boyutlu olarak çözmektedir. Düşük boyutlu çözüm uzayı (DBÇU), alev yayılımını, türleri ve kirleticileri öngörebilen ayrıntılı kimyanın özdevinimli indirgenmiş mekanizmasıdır. DÇBU mekanizması, iki aktif değişken olan CO2 ve H2O ile açıklamayı sağlamaktadır. Homojen reaksiyon kimyası, kendinden-ateşlemeyi başlatmada ve yanma odaklarının yerlerini belirlemede ve DBÇU'nun çözüm bulamadığı noktalarda yanmayı sürdürmede kullanılmıştır. Reaksiyon hızı, hem homojen kimya ve DBÇU için, türbülans-kimya iliksilerini hesaba katan, ß-olasılık yoğunluk fonksiyon (OYF) toplamı ile hesaplanmıştır. NO kirletici oluşumu, Zeldovich mekanizması ile öngörülmüştür. Kurum oluşumu ise, çekirdeklenme, yüzey artışı, pıhtılaşma ve oksitlenme süreçlerine dayanmaktadır. Kaynak kodunda, hem homojen reaksiyon, hem de DBÇU kimyasında tablolanmış kimya kullanılmıştır. Karışım oranı birinci ve ikinci moment denklemleri ve OYF toplaması kaynak koduna eklenmiştir. Benzetimde, deneysel basınç eğrisi bulunan, 3500 devir/dak ve tam yük koşullarındaki Ford Puma I5 motoru kullanılmıştır. Benzetimde, kendinden tutuşmanın çeşitli noktalarda ve stokiyometrik bölgelerde başladığı ve yüksek sıcaklık alev bölgelerinde geliştiği görülmüştür. Termik NO'nun stokiyometrik ve yüksek sıcaklık bölgelerinde görülmekte iken, kurum oluşumunun zengin karışım ve göreceli olarak düşük sıcaklık bölgelerinde olduğu görülmüştür. Benzetim basınç eğrisi, deneysel sonuçlarla değerlendirildiğinde en fazla %10 ve 4?5° CA yanma gecikmesiyle, yeterli bir uygunluğa sahip olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
The need of simulations of diesel engine combustion is increased in order to predict pollutant formations and determine engine specifications.In this thesis, Computational Fluid Dynamics (CFD) code KIVA 3V was used to investigate engine flow, with spray mechanism. KIVA 3V solves three-dimensional, Favre-averaged Navier-Stokes equations with a Renormalized Group Theory (RNG) k-epsilon turbulence model. Intrinsic Low-dimensional Manifold (ILDM) is used as automatic reduction detailed chemical mechanism in order to predict the flame propagation, species and pollutants. ILDM method allows chemistry to express by two progress variables of CO2 and H2O. Homogenous reaction chemistry is used to initiate auto-ignition and identify the location of ignition spots and to maintain combustion where ILDM fails. The reaction rates are calculated by integrating over ß-probability density function (PDF), which accounts the turbulence-chemistry relationship. Formation of NO is predicted by Zeldovich mechanism. Soot formation relies on the nucleation, surface growth, coagulation and oxidation process. In the code, tabulated chemistry is used for both chemistry mechanisms.A Ford Puma I5 engine is used in the simulations, which experimental pressure curve available. In the simulation, self-ignition starts on various locations in stoichiometric region and develops into high temperature flame zones. Thermal NO is seen at stoichiometric mixture fraction at high temperatures, while soot formation is seen fuel-rich and relatively low-temperature regions. Pressure curve has sufficiently good agreement with experimental values always less than 10 % of the experiments and a 4-5° CA ignition delay.
Benzer Tezler
- 7.3L dizel motorunun matematiksel modellenmesi ile silindir içi parametrelerin, performansın ve egzoz emisyonlarının incelenmesi
Mathematical modelling of 7.3L diesel engine and investigating its parameters and exhaust emissions
OLCAY ATAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAFİG MEHDİYEV
- Multidimensional modeling of homogeneous charge compression ignition engines
Homojen karışımlı sıkıştırmalı ateşlemeli motorların çok-boyutlu modellenmesi
ALPER KUTLUATA
Yüksek Lisans
İngilizce
2002
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEM SORUŞBAY
- Dizel içten yanmalı motorlarda silindir içerisindeki hava hareketlerinin incelenmesi
In-cylinder flow characterization of air in diesel internal combustion engines
CEM DEMİRKESEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNER ÇOLAK
- A New numerical approach for the sauter mean diameter in high speed diesel engines
Yüksek devirli bir diesel motordaki yakıt damlasına ait sauter ortalama çapı için yeni bir yaklaşım
SELİM BUĞDANOĞLU
- İki zamanlı bir gemi dizel ana makinesi'in modeli ve simülasyonu
Modelling and simulation of two stroke marine diesel engine
ÇAĞLAR DERE
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. İSMAİL ÇİÇEK