Metan katkılı bir dizel motorunun performans ve emisyon karakteristiklerinin tek boyutlu modellenmesi
One-dimensional modeling of performance and emission characteristics of a methane additive diesel engine
- Tez No: 647412
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN ERGEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
Yüksek performansları, düşük yakıt tüketimleri ve maliyetleri gibi özellikleri nedeniyle dikkat çeken dizel motorlar araştırmaların odak noktası arasında yer almaktadır. Özellikle alternatif yakıt araştırmalarının da yoğunlaştığı çalışmalarda bilgisayar modellerinin kullanımının da yaygınlaştığı görülmektedir. Özellikle motor tasarımı ve optimizasyonunda bilgisayar modellerinin kullanılması, araştırmacıları önemli bir maliyetten kurtarmakta ve araştırmacıların amaçlarına daha hızlı bir şekilde ulaşmalarını sağlamaktadır. Günümüzde AVL-Boost, Ricardo-WAVE, GT-Power gibi pek çok farklı yazılım kullanılmakta olup her biri kendi içerisinde farklı özellikler taşımaktadır. Bu çalışmada tek silindirli bir dizel motoru bilgisayar optimizasyonu yapılarak sanal ortamda modellenmiştir. Bu sayede yapılacak alternatif yakıt çalışmalarında gereksiz vakit ve maliyet kaybının önüne geçilmesi hedeflenmiştir. Aynı zamanda alternatif yakıt katkısı da eklenerek etkilerin deney yapılmadan incelenebilmesi sağlamıştır. Çalışmada kullanıcı dostu ara yüzü farklı parametrelere kolayca kontrol edebilme gibi özelliklerinden dolayı ve yaygın kullanımı nedeniyle AVL-Boost yazılımı seçilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, daha önceden yapılan çalışmalar ışığında, standart bir dizel motorun model kapsamında optimizasyonu sağlanmış, ikinci aşamasında ise alternatif yakıt olarak metan gazı kullanımının etkileri model çerçevesinde teorik olarak analiz edilmiştir. Alternatif Yakıt olarak rezervlerinin yeterli olması, yakıt özellikleri ve düşük fiyatı nedeniyle dizel motorlarında kullanımı uygun görülen Doğalgazın büyük çoğunluğunu ihtiva eden Metan gazı seçilmiştir. Metan (CH4) gazı motorine %20, %40, %60 ve %80 oranına ilave edilmiş ve etkileri incelenmiştir. Test biçimlerine göre iki farklı değerlendirme metodu uygulanmıştır. Birinci metotta her yakıt katkısı için silindir içerisine aynı miktarda yakıt girdisi sağlanarak elde edilen değişim, diğerinde ise yakıt miktarı değişimi ile sabit güç ve sabit tork değerlerinde elde edilen değişim incelenmiştir. Sabit yakıt miktarı ile maksimum basınç, güç, tork artarken ÖYT düştüğü, CO emisyonlarında ise azalma, NOx emisyonlarında da artma gözlemlenmiştir. Yakıt miktarının her yakıt miktarı değişimi ele alınan kısım için ise maksimum basınç düşük devirlerde farklılık gösterse de yüksek devirlerde motorin kullanımına göre aynı kalmış, güç ve tork ise sabit olarak hesaplanmış ve NOx ve CO emisyonlarında belirgin bir azalma tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçların, benzer parametreler ile yapılan deneysel çalışmalar ile örtüştüğü gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Diesel engines, which stand out due to their high performance, low fuel consumption, and cost, are among the focus of research. It is seen that the use of computer models has become widespread, especially in studies where alternative fuel research is also concentrated. The use of computer models, especially in engine design and optimization, saves researchers a significant cost and enables researchers to reach their goals faster. Today, much different software such as AVL-Boost, Ricardo-WAVE, GT-Power are used and each has different features in itself. In this study, a single-cylinder diesel engine is modeled in a virtual environment by computer optimization. In this way, it is aimed to prevent unnecessary time and cost loss in alternative fuel studies. At the same time, by adding alternative fuel additives, it has been made possible to examine the effects without testing. In the study, AVL-Boost software was chosen due to its features such as its user-friendly interface to control different parameters easily and its widespread use. In the first stage of the study, in the light of previous studies, a standard diesel engine was optimized within the scope of the model, and in the second stage, the effects of using methane gas as an alternative fuel were analyzed theoretically within the framework of the model. Methane gas, which contains the majority of natural gas, was chosen as an alternative fuel due to its sufficient reserves, fuel properties, and low price. Methane (CH4) gas was added 20%, 40%, 60%, and 80% to the diesel, and its effects were examined. Two different evaluation methods were applied according to the test styles. In the first method, the change obtained by providing the same amount of fuel input into the cylinder for each fuel additive, and in the other, the change obtained in constant power and constant torque values with the change of fuel amount was examined. As the maximum pressure, power, and torque increased with the amount of fixed fuel, IAT decreased, CO emissions decreased, and NOx emissions increased. For each part of the fuel amount change in the amount of fuel, although the maximum pressure differs at low revs, it remained the same at high revs compared to the use of diesel, and the power and torque were calculated as constant and a significant reduction in NOx and CO emissions was detected. It has been observed that the results obtained coincide with experimental studies conducted with similar parameters.
Benzer Tezler
- Magnezyum oksit (MgO) nanopartikül madde katkılı biyodizel-dizel yakıt karışımlarının bir dizel motorunda kullanımının yanma ve emisyon karakteristiklerine etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of the use of magnesium oxide (MgO) nanoparticle matter added biodiesel-diesel fuel blends in a diesel engine on the combustion and emission characteristics
MEHMET ALİ DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiBatman ÜniversitesiMalzeme ve İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELMAN AYDIN
- Metan gazı-dizel çift yakıtlı sıkıştırma ile ateşlemeli bir motorda yanma odası geometrisi ve yakıt karışım oranının motor performansı ve egzoz emisyonlarına etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of combustion chamber geometry and fuel mixing ratio on engine performance and exhaust emissions in a methane gas-diesel dual-fuel compression ignition engine
HALİL ERDİ GÜLCAN
- The effect of different types of electric drive unit on energy consumption for heavy commercial vehicle
Ağır ticari araçlar için farklı elektrik tahrik ünitelerinin enerji tüketimine etkisi
METİN YILDIRIM
Doktora
İngilizce
2022
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERPİL KURT HABİBOĞLU
- Model predictive control of a turbocharged diesel engine with exhaust gas recirculation
Aşırı doldurmalı ve egzoz gaz çevrimli dizel motorda model öngürülü kontrol
MUHARREM UĞUR YAVAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN GÖKAŞAN
- Demir klorür (FeCI3) katkılı biyodizel-dizel yakıt karışımlarının bir dizel motorda kullanımı
Use of iron chloride FeCI3 added biodiesel-diesel mixtures in a diesel engine
AHMET BEYTEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
EnerjiBatman ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SELMAN AYDIN