İçten yanmalı motorun egzoz atık ısı geri kazanımı için termoelektrik jeneratörün HAD analizi
CFD analysis of thermoelectric generator for exhaust waste heat recovery of internal combustion engine
- Tez No: 629779
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HABİB GÜRBÜZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 173
Özet
Bu çalışmada, içten yanmalı bir motorun egzoz atık ısı enerjisinden faydalanılarak elektrik enerjisi üretiminin gerçekleştirildiği termoelektrik jeneratörde, optimum eşanjör yüzeyi sıcaklık dağılımının elde edilebilmesi için farklı kanatçık sayısı, geometrisi ve düzenlemesine sahip eşanjör iç yapısının hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) ile sayısal olarak analiz edilmesi amaçlanmaktadır. Bu amaç doğrultusunda, buji ateşlemeli bir motorun farklı devirlerinde gerçekleştirilen deneysel çalışmalarda elde edilen egzoz gaz debisi ve egzoz gazı sıcaklık değerleri kullanılarak ana boyutları belirlenen egzoz gaz eşanjörü içerisinde farklı kanatçık sayısı, geometrisi ve düzenlemelerinin kullanılacağı akış alanının HAD programında sayısal olarak analizi gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, üç farklı eşanjör düzenlemesi kullanılmıştır. Bu üç eşanjör düzenlemesinin oluşturulmasında, literatürde akordeon şekli (accordion-shape), balık kılçığı şekli (fishbone-shape) ve seri plaka (serial-plate) olarak tanımlanan ve birçok çalışmada karşılaştırması yapılan kanatçık düzenlemelerinin kullanılması planlanmıştır. Ancak, referans alınan kanatçık düzenlemeleri içerisinde kullanılan kanatçık geometrik şekillerinin (kare, dikdörtgen, üçgen, yamuk prizmalar) bu çalışma kapsamında değiştirilerek yuvarlak hatlara sahip yağmur damlasının geometrik modeline benzetişim yapılmıştır. Ayrıca, referans alınan kanatçık düzenlemelerinden farklı olarak, içten yanmalı motorun egzoz yolu üzerine yerleştirilecek egzoz eşanjörünün her iki yüzeyinin kullanılarak termoelektrik modüller yardımıyla elektrik üretiminin gerçekleştirilebilmesi için egzoz eşanjörü akış boyunca iki eşit parçaya bölünmüştür. Her bir model için HAD programında çözümlemesi zamandan bağımsız olarak hesaplanarak sıcaklık dağılımı, sıcaklık ve hız vektörleri, giriş-çıkış sıcaklıkları vb. parametrelerin konturları ve grafiklerinin oluşturularak karşılaştırılması yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, it is aimed to numerically analyze the heat exchanger internal structure having finned volume method with different fin number, geometry, and arrangement in order to obtain optimum heat exchanger surface temperature distribution in the thermoelectric generator where electric energy production is realized by utilizing exhaust waste heat energy of an internal combustion engine. For this purpose, numerical analysis was performed in the HAD program of the flow area where different fin number, geometry, and arrangements will be used in the exhaust gas exchanger whose main dimensions are determined by using exhaust gas flow and exhaust gas temperature values obtained from experimental studies performed at different revolutions of a spark-ignition engine. Also, three different heat exchanger arrangements are used in this study. In these three heat exchanger arrangements, it is planned to use the winged arrangements, which are described in the literature as accordion-shape, fishbone-shape, and serial-plate and compared in many studies. However, the geometric shapes (square, rectangular, triangular, trapezoidal prisms) used in the aforementioned fins arrangements have been modified within the scope of this study to simulate the geometric model of the raindrop with rounded lines. Furthermore, in contrast to the aforementioned fin arrangements, the exhaust exchanger is divided into two equal parts along the flow so that electricity can be generated using thermoelectric modules using both surfaces of the exhaust exchanger to be placed on the exhaust path of the internal combustion engine. For each model, the analysis of the HAD program is calculated independent of time and includes temperature distribution, temperature and velocity vectors, input-output temperatures, and so on. The contours and graphs of the parameters were compared and compared.
Benzer Tezler
- Optimization and application of Stirling engine for waste heat recovery from a heavy-duty truck engine
Ağır vasıta motorundan atık ısının geri kazanımı ̇için Stirling motorunun optimizasyonu ve uygulaması
METİN GÜVEN
Doktora
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNAY ANLAŞ
PROF. DR. HASAN BEDİR
- Orta kapasiteli dizel motorlarında atık ısıdan rankine çevrimi ile enerji geri kazanımı
Energy recovery from waste heat of medium duty diesel engine with organic rankine cycle
AHMET SİNAN KARTAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAKUP ERHAN BÖKE
- Duyulur ve gizli ısı depolama ile atık ısı geri kazanımlı bir dizel motorun 2. kanun analizi
Second law analysi̇s of a waste heat recoveri̇ng di̇esel engi̇ne wi̇th sensi̇ble and latent heat storage
EMRAH ÖZDEMİR
- A numerical study of waste heat recovery potential of the exhaust gases from a power generation diesel engine
Elektrik üreten dizel motorlarının egzozst gazlarından atık ısı geri kazanım potensiyelinin sayısal yöntemlerle incelenmesi
BUKET BOZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Enerjiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüEnerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALVARO DIEZ RODRIGUEZ
YRD. DOÇ. DR. ONURSAL ÖNEN
- Thermodynamic and economical analysis of organic rankine cycle usage with natural gas fired internal combustion engine waste heat
Doğalgaz Yakıtlı İçten Yanmalı Motorun Atık Isısı ile Organik Rankine Çevrimi Kullanımının Termodinamik ve Ekonomik Analizi
YUNUS EMRE TALU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ PINARBAŞI