Enjektör geometrisinin hidrojen spreyi karakteristiklerine etkisinin simülasyon metodu ile incelenmesi
Investigation of the effect of injector geometry on hydrogen spray characteristics by using simulation method
- Tez No: 948100
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ORKUN ÖZENER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Otomotiv Mühendisliği, Automotive Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Otomotiv Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 97
Özet
İçten yanmalı motorlarda günümüzde fosil yakıtlara alternatif arayışları tüm dünyada devam etmektedir. Bu çerçevede sıfır karbon emisyonu potansiyeline sahip olan hidrojen, önemli bir aday olarak öne çıkmaktadır. Ancak hidrojenin fiziksel özellikleri, motor içi püskürtme ve karışım süreçlerinde konvansiyonel yakıtlardan önemli farklılıklar göstermektedir. Bu çalışmada, enjektör ucu geometrisinin, silindirik bir ortam içerisine sabit enjeksiyon basıncı ve zamana bağlı değişen kütlesel debiyle püskürtülen hidrojenin sprey karakteristikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Yanma modellemesi dikkate alınmaksızın gerçekleştirilen analizlerde jet penetrasyon uzunluğu, sprey yayılma açısı ve hidrojenin silindir içerisinde dağılımı gibi parametreler değerlendirilmiştir. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği simülasyonları CONVERGE CFD yazılımı ile gerçekleştirilmiş, elde edilen analiz sonuçları Tecplot 360 EX ile görselleştirilmiştir. Sonuçlar, enjektör geometrisinin sprey davranışları üzerinde belirleyici rol oynadığını, enjektör ucunda kep kullanımı, poppet valf kullanımı, çıkıntı ve yuvarlatma varlığı gibi senaryoların farklı basınç şartlarında sprey karakteristikleri ve karışım homojenliği açısından kritik etkiler yaratabileceğini göstermektedir. Bu bulgular, hidrojenle çalışan motorlarda yakıt enjektörü tasarımı ve sprey yönlendirme optimizasyonu için önemli tasarım girdileri sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
In the world of internal combustion engines, the global pursuit of alternatives to fossil fuels continues at the moment. In this context, hydrogen emerges as a prominent candidate due to its potential for zero carbon emissions. However, the distinct physical properties of hydrogen lead to significant differences in in-cylinder injection and mixture formation processes compared to conventional fuels. This study investigates the influence of injector tip geometry on the spray characteristics of a hydrogen injected into a cylindrical domain under constant spray pressure and a time-varying mass flow rate. The analysis, conducted without incorporating combustion modeling, evaluates parameters such as jet penetration length, spray cone angle, and hydrogen distribution within the cylinder. Numerical simulations were performed using CONVERGE CFD software and the resulting data were visualized with Tecplot 360 EX. The findings reveal that injector geometry plays a decisive role in spray behavior. Design variations such as the use of caps at the injector tip, poppet valves, protrusion of the injector pintle and tip radius significantly impact spray characteristics and mixture homogeneity under different pressure conditions. These results provide important design inputs for fuel injector development and spray targeting optimization in hydrogen-powered engines.
Benzer Tezler
- Optimization of mixing efficiency of air and hydrogen in scramjet combustor
Scramjet motorlarında hava hidrojen karışımı optimizasyonu
MUSTAFA ŞASICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FIRAT OĞUZ EDİS
- Wankel motoru ve çevrim atlatma sisteminin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the Wankel engine and skip cycle system
ÖMER CİHAN
Doktora
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR
- Jet motorlarında kullanılan yakıt enjektörlerinin çok fazlı akış karakteristiklerinin incelenmesi
Investigation of multiphase flow characteristics of jet engine fuel nozzles
MUSTAFA BAL
Doktora
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAKUP ERHAN BÖKE
DOÇ. DR. ÖZGÜR ERTUNÇ
- Dizel motorlarda meme geometrisinin enjektör püskürtme karakteristiğine etkilerinin incelenmesi
Effects of nozzle geometry to the injector spray characteri̇sti̇c in diesel engines
OSMAN ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Mühendislik BilimleriUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDURRAHMAN ALPER ÖZALP
- Dizel motorlarda enjektör yakıt püskürtme geometrisinin optimizasyonu ile soğuk çalışma emisyonlarının azaltılması
Optimization of fuel injection spray geometry in diesel engines to reduce cold start emissions
TARIK KEMAL ÜNLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Otomotiv MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRE İSA ALBAK