Dizel motorlarında azot oksit oluşumunun teorik ve deneysel incelenmesi.
Investigation of the nitrogen oxides formation experimentally and theoretically in a diesel engine
- Tez No: 322826
- Danışmanlar: PROF. DR. RAFİG MEHDİYEV
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Otomotiv Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 97
Özet
Kara, hava ve deniz taşıtlarında kullanılmak üzere üretilen dizel motorlar, yüksek rekabet ve keskin emisyon standartları nedeniyle hızla geliştirilerek yüksek performans ve düşük emisyon sağlayacak şekilde üretilmektedir. Daha yüksek performans ve daha düşük emisyon seviyelerine ulaşmak için ise yanma ve tutuşma dahil silindir içi fiziksel ve kimyasal olayları tanımlayabilecek matematik modellerin oluşturulması gerekmektedir. Bu tez kapsamında ?Yanma Kanununu? belirleyen Vibe denklemi, termodinamiğin I. Kanunu, ideal gaz ve piston hareketine bağlı olarak silindir hacminin değişimi denklemleri, azot oksit oluşumunun Zeldoviç mekanizması ve 11 kimyasal reaksiyon esasında oluşturulmuş dizel motorların gerçek çevriminin matematik modeli oluşturulmuştur. Bu model için daha önceden yapılmış MATLAB programına azot oksit oluşumu için yeni hesaplama algoritması eklenmiştir. Bu sayede dizel motorun hem azot oksit hem de performans parametrelerinin gerçek değerlerine ulaşılmaya çalışılmıştır. Yanma kanunun hızını ve süresini belirleyen Vibe parametrelerinin, motorun yakıt tüketimi, performans ve azot oksit emisyonu üzerindeki etkileri detaylı bir biçimde incelenmiş, yapılan model sayesinde farklı motor tiplerinin teorik indikatör diyagramları çıkarılarak deneysel olarak çıkarılması çok fazla tecrübe isteyen ve zaman alan sistemler çok kısa bir sürede elde edilmeye çalışılmıştır. Bu çalışmada azot oksit oluşumunun üç aşamalı geliştirilmiş hesap yöntemi deneysel verilerle birlikte incelenmiştir. TÜMOSAN fabrikasında üretilen 4 silindirli 95 BG gücündeki turbo dizel traktör motoruna ait deneysel veriler geliştirilen yeni hesap yöntemiyle karşılaştırılmış ve olumlu sonuçlar alınmıştır. Özelikle motorun farklı yük ve devirlerde silindir içi basınçları ve yakıt hattı basınçları ölçülerek motorun yanma kanunu hakkında önemli bilgiler elde edilmiş ve bu bilgiler sayesinde motorun yanma kanununa bağlı olarak emisyon ve performans değerleri arasında karşılaştırma yapılmıştır. Optimum yanma kanununu ile çalıştığında emisyon, performans ve dayanaklılık durumu değerlendirilmiştir ve optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Bu optimizasyon çalışmaları sonucu azot oksit emisyonlarında yüksek miktarda düşüşler gözlemlenmiştir. Ayrıca motor indikasyonu sayesinde (silindir içi basınç ve yakıt hattı basıncı ölçümü) hesaplanabilen değerler ayrıntılı olarak incelenmiş ve tasarım, optimizasyon ve geliştirme faaliyetleri için gerekli olan temel parametrelerin nasıl elde edilebileceği üzerinde durulmuştur.
Özet (Çeviri)
Diesel engines are produced for using vehicles, marine and air transportation. Due to high competition and strict emission standards diesel engines have been developed rapidly to provide higher performance and lower emissions. To achieve lower emissions and higher performance, mathematical models, which describe physical and chemical phenomenon including combustion and ignition, have to be made up. In this thesis, Vibe equation which determines burn law, first law of thermodynamic, ideal gas equation, change of the cylinder volume depending on piston movement and equation of nitrogen oxides formation with `Extended Zeldovich Mechanism? and 11 chemical reactions of the burnt gases were used to understand real cycles of diesel engine with a mathematical model. MATLAB code which was written by Enishan Özcan was arranged according to new calculation algorithm. In this way, this model is used to reach to real values of the performance and emissions of the diesel engine. The effects of Vibe parameters, which describe burn law speed and combustion duration, on engine fuel consumption, performance and nitrogen oxide formations are analyzed in depth. Thanks to this mathematical model, experiences which are hard to achieve experimental indicator diagrams, theoretical indicator diagrams are achieved quickly for different engine types. In this study, advanced three zones nitrogen oxides formation was compared with experimentally derived results. Data of the 4-cylinders 95 HP turbo diesel tractor engine which was produced in TÜMOSAN and data of the new mathematical model were compared and achieved assertive results. Particularly, in-cylinder pressure and fuel line pressure were measured for different load and engine speed, important knowledge was gained about burn law. With this knowledge, a lot of comparisons were made depending on burn law between emissions and performance of engine. When engine operated optimum burn law, performance, emissions and durability of the engine were interpreted and some optimization studies were made. End of the optimization studies, significantly reduction of nitrogen oxides amounts were achieved in a diesel engine.
Benzer Tezler
- Lpg dönüşümü yapılmış bir dizel motorunda azotoksit oluşumunun teorik ve deneysel olarak incelenmesi
Theorical and experimental investigation of the formation nitrous oxide for a diesel engine was converted lpg fuel
HÜSEYİN EMRE DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAFIG MEHDİYEV
- Partially premixed charge compression ignition engine optimization
Kısmı ön karışım dolgulu sıkıştırma ateşlemeli motor optimizasyonu
CENGİZHAN CENGİZ
Doktora
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SALİH ÖZEN ÜNVERDİ
- Dinamik manevralarda motora giren temiz hava debisi kontrolünün emisyonlara olan etkileri
Emission effects of decreasing intake airflow during transient maneuvers
OĞUZ ŞAFAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR
- Biyodizel su karışımlarının dizel motor performansı ve emisyonu üzerine etkilerinin deneysel incelenmesi
Experimental investigating of biodiesel und water blends on effect of diesel motor performance and emissions
CEYLAN DAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUAMMER ÖZKAN
- Metan-hidrojen ön karışımı kullanılan bir dizel motorda sıkıştırma oranı ve yakıt kompozisyon etkisinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of effect of compression ratio and fuel composition in a port fuelled methane-hydrogen diesel engine
ALİ ŞANLI
Doktora
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN GÜMÜŞ