Development and validation of cavitation erosion prediction tool for computational fluid dynamics applications for ethanol blended fuels
Etanol katkılı yakıtlarda hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile kavitasyon erozyonunu tahmin aracı geliştirme ve testlerle validasyonu
- Tez No: 860048
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ BAHADIR OLCAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Alternatif yakıtlar, Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD), Alternative fuels, Computational fluid dynamics (HAD)
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yüksek basınç ile çalışan yakıt enjeksiyonu, turbo makineler gibi hidrolik sistemlerde kavitasyon erozyonu sıklıkla görülen ve yer yer sistemin fonksiyonuna engel olabilecek boyutlara ulaşan bir olaydır. Kullanılan akışkanın özelliklerine ve sistem basıncına göre şiddeti farklılık gösterdiğinden farklı mühendislik uygulamalarında farklı şekillerde ve şiddetlerde ortaya çıkabilmektedir. Bu çalışma kapsamında benzinli enjeksiyon sistemlerinde kullanılan etanol katkılı yakıtların parçalar üzerinde sebep olduğu kavitasyon erozyonunu tespit etmeye yönelik bir yazılım geliştirilmilştir. Benzin, E10, E30, E50 ve E100 yakıtları ile kavitasyon erozyonu testleri gerçekleştirilmiş ve sonuçlar Shadowgraph yöntemi ile incelenmiştir. Numuneler taramalı elektron mikroskopisi (SEM) yöntemi ile ölçümlendirilmiştir. Yazılım geliştirmelerinde açık kaynak kodlu CFD yazılımı OpenFOAM temel alınmıştır. Sıkıştırılamaz akışlara uygun olarak literatürden seçilen kavitasyon erozyonu yöntemi C++ ile kodlanıp“interPhaseChangeFoam”adlı kavitasyon çözücüsüne implemente edilmiştir. Yakıt varyasyonlarıyla simülasyonlar yapılıp testler ile karşılaştırılmıştır. Düşük ethanol oranlarında testler uyumlu sonuçlar elde edilirken yüksek etanol oranlarında testler ile simülasyonlar arasında uyuşmazlıklar tespit edilmiştir
Özet (Çeviri)
Cavitation erosion is a phenomenon that is frequently seen in hydraulic systems such as high-pressure fuel injection and turbo machines, and sometimes reaches a level that can hinder the function of the system. Since its intensity varies depending on the properties of the fluid used and the system pressure, it can occur in different forms and intensities in different engineering applications. Within the scope of this study, a software was developed to detect cavitation erosion on the parts caused by ethanol-added fuels used in gasoline injection systems. Cavitation erosion tests are carried out with gasoline, E10, E30, E50 and E100 fuels, and the results are examined with the Shadowgraph method. The samples are measured by scanning electron microscopy (SEM) method. Software developments are based on the open-source CFD software OpenFOAM. The cavitation erosion method selected from the literature in accordance with incompressible flows was coded in C++ and implemented in the cavitation solver called“interPhaseChangeFoam”. Simulations are made with fuel variations and compared with tests. While compatible results are obtained at low ethanol ratios, inconsistencies are detected between the tests and simulations at high ethanol ratios.
Benzer Tezler
- Gemi pervanelerinde kavitasyon ve kavitasyon erozyonu modellemesi
Cavitation and cavitation erosion modeling on marine propellers
ONUR USTA
Doktora
Türkçe
2018
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİN KORKUT
- Eğrisel evolvent dişli çarklar kullanılarak yeni tip dıştan dişli pompanın geliştirilmesi ve performans karakteristiklerinin analizi
Development and analysis of performance characteristics of a new type of external gear pump using curvilinear involute gears
ÜSAME ALİ USCA
Doktora
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAHİR UZUN
- Yatay eksenli sualtı akıntı türbinlerinde kavitasyon olgusunun deneysel ve lineer olmayan sayısal yöntemler ile incelenmesi
Investigation of cavitation phenomenon in horizontal axis marine current turbine by experimental and nonlinear numerical methods
MEHMET SALİH KARAALİOĞLU
Doktora
Türkçe
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAKİR BAL
- Savaş gemilerinin pervane kaynaklı gürültü karakteristiklerinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemleriyle incelenmesi
Prediction of propeller noise of surface ships and submarines by using computational fluid dynamics methods
MÜNİR CANSIN ÖZDEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİN KORKUT
- Dalgıç tipi santrifüj yakıt pompası hidrodinamik ve termal tasarımı
Hydrodynamic and thermal design of a submersible centrifugal fuel pump
MEHMET ESAD AKSAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERKAN AYDER