Exhaust manifold thermal and flow analysis
Egzoz manifoldunda termal ve akış analizi
- Tez No: 457739
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALP TEKİN ERGENÇ, DR. SİNAN EROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Isı Proses Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 68
Özet
Otomotiv endüstrisinde son zamanlarda, yüksek performans'a sahip, daha az yakıt tüketimi olan verimli motorların üretilmesi en büyük müşteri talepleri arasında yer almaktadır. Bütün bu müşteri beklentilerini karşılamak ve zorlu mühendislik probleminin üstesinden gelebilmek amacıyla yeni nesil dizel motorlarda common rail yakıt enjeksiyon ve turboşarj sistemleri kullanılmaya başlanmıştır, motorlarda hacim küçültme yoluna gidilmiştir. Gelişen yeni nesil motorlarda yukarıda bahsedilen teknolojilerin kullanılmaya başlanmasıyla birlikte ister istemez yanma sonucu açığa çıkan egzoz gaz sıcaklıkları da dizel motorlarda 800 °C'ye kadar ulaşmıştır. Egzoz emisyon değerlerinin (regülasyonlar) sağlanması da gaz sıcaklıklarının artmasında ayrıca bir rol oynamaktadır. Egzoz manifoldu, motor çalışma koşullarınd yükselen egzoz gaz sıcaklıklarından dolayı şiddetli termal gerilmelere maruz kalmaktadır. Manifold metal yüzeyinde gerçekleşen ani sıcaklık artışı ile birlikte büyük sıcaklık gradyanları oluşmaktadır. Tekrarlı ısıl yüklemelerin gerçekleşmesi sonucunda ise termomekanik yorulma kaynaklı çatlaklar gözlemlenmektedir. Dayanımı yüksek ve gürbüz bir manifold tasarımı geliştirilmesi sürecinde yüzeydeki sıcaklık dağılımını doğru tahmin edecek analiz yöntemleri önem kazanmaktadır. Egzoz manifoldu üzerinden elde edilen sıcaklık dağılımları daha sonrasında ısıl dayanım analizlerinde kullanılmaktadır. Bu çalışma kapsamında, dizel ağır ticari araç motorunun egzoz manifoldu üzerindeki sıcaklık dağılımının incelenmesi amacıyla 3 farklı nümerik analiz metodu, bileşik ısı transfer analizi, sıralı-bağlı analizler ve eş simulasyon, incelenmiştir. Ayrıca Gölcük dinamometre laboratuvarlarında, Ecotorq 12.7 litre ağır ticari araç dizel motoru üzerinde termal kamera ile sıcaklık ölçümleri gerçekleştirilmiştir ve nümerik analizler ile validasyon sağlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Nowadays, reducing the fuel consumption, increasing the performance and efficiency of engine are the significant customer demands for the automotive industry. To meet the customer expectations and overcome this engineering challenge, new generation diesel engines are developed by using direct injection technology (common rail), turbocharger application considering the downsizing trend. Due to the downsizing, turbocharging, injection technology development and obligation of compliying with the emission regulations, engine out exhaust gas temperature reaches over 800 °C for diesel engine. Through the engine operating condition, exhaust manifold is exposed high thermal stresses due to the elevated exhaust gas temperature. Exhaust manifold metal surface temperature increase very quickly and extreme transient temperature gradient can occur. Thermomechanical fatigue cracks are observed as a result of the cyclic manner thermal loading. To come up with a robust and durable engine exhaust manifold design, it is required well developed CAE methodology to predict accurate transient temperature distribution on exhaust manifold. Then the predicted metal temperature is used to carry out the thermo-structure durability analysis evaluating the design of exhaust manifold. In this study, investigated the feasibility of three different CAE approaches called conjugate heat transfer analysis, sequential coupling and co-simulation to assess the temperature field of heavy duty diesel engine exhaust manifold. Apart from the numerical calculation, performed thermal camera measurement called thermal survey on the Ecotorq 12.7 L heavy duty diesel engine at Gölcük dynamometer laboratory to validate the CAE results.
Benzer Tezler
- Önden motorlu araçlarda aktif grıll kapatma sistemleri geliştirilmesi
Active grille shutter systems development of front engine vehicles
KORAY ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALP TEKİN ERGENÇ
- Ağır ticari aracın dizel motoruna ait egzoz manifoldunun ısıl olarak incelenmesi
Thermal investigation of exhaust manifold for a heavy commercial vehicle diesel engine
BURAK YALÇINDAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL CEM PARMAKSIZOĞLU
- Dar gözenekli kanalların akustik ve akış davranışlarının optimizasyonu - dizel partikül filtresine uygulanması
Optimization of acoustic and flow behavior of narrow porous channels - applied to the diesel particulate filter
SİNEM ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK EROL
- Deniz araçlarında kullanılan içten yanmalı dizel motorun sıvı soğutmalı egzoz manifoldu soğutma sisteminin iyileştirilmesi
Improvement of the liquid-cooled exhaust manifold cooling system of internal combustion diesel engines used in marine vehicles
MUSTAFA SEFA GÜZEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiBursa Uludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN PULAT
- Dört zamanlı türbaşarj direk püskürtmeli bir dizel motorunun bilgisayar ile sümülasyonu
Computer aided simulation of a fourstroke turbocharged direct-anjection diesel engine
MUSTAFA BALCI