Dizel motorlarında emme havasına su eklenmesinin motor performansı, yanma ve eksoz emisyonları üzerindeki etkilerinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the effects of adding water to the intake air on engine performance, combustion and exhaust emissions in diesel engines
- Tez No: 724753
- Danışmanlar: PROF. DR. ZEHRA ŞAHİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gemi Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Marine Engineering, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Dizel motoru, Termodinamik model, Emme havasına su ekleme, Açığa çıkan ısı oranı, Yanma süresi, NOx emisyonları, Diesel engine, Thermodynamic model, Water addition into the intake air, Heat release rate, Combustion duration, NO emissions
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 257
Özet
Bu çalışmada dizel motorlarında emme havasının içerisine su eklenmesinin (EHSE) motor performansı, yanma ve eksoz emisyonları üzerindeki etkileri deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmada; bir otomotiv dizel motorunda farklı oranlarda suyun emme havasına eklenmesinin etkileri, farklı yükler ve motor devir sayıları altında incelenmiştir. Deneysel sonuçlardan, seçilen su oranlarında (SO'nda) özgül yakıt tüketiminin (ÖYT) 2000 d/d'de genel olarak azaldığı, ancak 4000 d/d'de arttığı belirlenmiştir. EHSE, azot oksit (NOx) emisyonlarını da tüm devirlerde önemli ölçüde azaltmıştır. Ayrıca, EHSE genellikle silindir basınçlarını arttırmış, ancak silindir sıcaklıklarını, açığa çıkan ısı oranlarını (HRR) ve yanma sürelerini (YS) azaltmıştır. Bu çalışmada ayrıca, deneysel HRR değerleri kullanılarak, YS'leri için ampirik bir bağıntı geliştirilmiştir. Sayısal çalışmada; dizel motorları çevriminin hesaplanmasında, Ferguson'un termodinamik modeli kullanılmış ve yeni varsayımlarla uyarlanarak geliştirilmiştir. Öncelikle, modelin SDY ve EHSE için güvenilirliği, literatürdeki deneysel ve sayısal sonuçlarla karşılaştırılarak kontrol edilmiştir. Daha sonra, model, test motoru için denenmemiş 2250 d/d'da % (5 ve 7.5) SO için uygulanmıştır. İlgili SO'nda efektif gücün (EG) azaldığı, ÖYT'nin arttığı ve NOx emisyonlarının önemli ölçüde azaldığı belirlenmiştir. Ayrıca; geliştirilen model, 2021 Renault Talisman'da kullanılan dizel motoru için, 4000 d/d'de % (3, 6 ve 9) SO için uygulanmıştır. Söz konusu çalışma sonunda, % (3 ve 6) SO için, ÖYT'de önemli bir kötüleşme olmadan EG'nin arttığı ve NOx emisyonlarının önemli ölçüde azaldığı belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the effect of the water addition into the intake air (WAIA) on engine performance, combustion and exhaust emissions in diesel engines have been investigated experimentally and numerically. In the experimental study, different ratios of WAIA have been studied in an automotive diesel engine under different loads and engine speeds. It is determined from experimental results that brake specific fuel consumption (BSFC) generally decreases at 2000 rpm, but BSFC increases at 4000 rpm for selected water ratios (WRs). Also, WAIA reduces nitrogen oxides (NOx) emissions significantly at all speeds. Besides, WAIA generally increases cylinder pressures, but it mostly decreases cylinder temperatures, heat release rates (HRR) and combustion durations (CDs). Also, an empirical correlation has been developed for estimating CDs using the experimentally HRR values. In the numerical study, Ferguson's thermodynamic model has been used and adapted with new assumptions to compute the diesel engine cycle. Firstly, the reliability of the model for NDF and WAIA has been controlled by comparing the experimental and numerical results with that of studies in the literature. The model has been applied in the test engine at untested 2250 rpm and (5 and 7.5) % WRs condition. It has been found that the effective power (EP) decreases, the BSFC increases and NOx emissions significantly decrease for these WRs. Also, the model has been applied to a diesel engine, which is used in 2021 Renault Talisman, for (3, 6 and 9) % WRs at 4000 rpm. It is determined that for (3-6) % WRs, EP increase, and NOx emissions reduce significantly without much deterioration in the BSFC at 4000 rpm.
Benzer Tezler
- Dizel motorlarında emme havası içerisine su eklenmesinin motor karakteristikleri ve eksoz emisyonları üzerindeki etkilerinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of the effects of water adding to the intake air on engine performance and exhaust emissions in diesel engines
MUSTAFA TUTİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Gemi MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEHRA ŞAHİN
PROF. DR. ORHAN DURGUN
- Metanol-dizel yakıtları kullanılan common-rail bir RCCI motorda metanol içeriğinin yanma karakteristiklerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of methanol content on combustion characteristics in a common-rail RCCI engine used with methanol-diesel fuels
MUSTAFA TEMÜR
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENK SAYIN
DOÇ. DR. İLKER TURGUT YILMAZ
- Development of heat rejection prediction methodology for selection of cooling elements in diesel engines
Dizel motorlarda soğutma elemanlarının seçimi için ısı atımı tahmin metodolojisinin geliştirilmesi
EMRE EPGÜZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR
DR. EMRE ÖZGÜL
- Dizel motorlarında doğal gaz kullanımının sayısal incelenmesi
Numerical investigation of natural gas utilization in diesel engine
ORHAN NAZIM AKSU
Doktora
Türkçe
2024
Gemi MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEHRA ŞAHİN
- Dizel motorlarında soğukta ilk harekete geçişi kolaylaştırmak ve emisyon karakteristiklerini iyileştirmek için faz değiştiren maddelerin kullanılması
Using of phase change materials in diesel engines to facilitate startability and to enhance the exhaust emission characteristics in cold conditions
GALİP KALTAKKIRAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
EnerjiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET AKİF CEVİZ