İki litre hacimli bir dizel motorda organik rankine çevrimi uygulamasının avantajlarının incelenmesi
Examination of the advantages of applying the organic rankine cycle in a two-liter diesel engine
- Tez No: 976373
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞEREF SOYLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Egzoz Enerjisi Geri Kazanımı, İçten Yanmalı Motorlar, Organik Rankine Çevrimi, Dizel motorlar, Enerji verimliliği, Organik rankine çevrim sistemleri, Exhaust Energy Recovery, Internal Combustion Engines, Organic Rankine Cycle, Diesel engines, Energy efficiency, Organic rankine cycle systems
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Modern içten yanmalı motorların termal verimliliğindeki gelişmeler, spesifik yakıt tüketiminde önemli bir azalma sağlamış ve böylece küresel ısınmaya neden olan fosil yakıt kaynaklı sera gazı emisyonlarını önemli ölçüde azaltmıştır. Fakat, buna rağmen içten yanmalı motorlardan kaynaklanan emisyonlar günümüzde küresel ısınmayı artıran en önemli kaynaklardan biridir. Diğer taraftan, Organik Rankine Çevrimi (ORÇ) ile egzoz gazı enerji geri kazanımındaki teknolojik gelişmeler, termal verimliliği artırarak, küresel ısınmaya katkıyı azaltmak için önemli yeni fırsatlar sunmaktadır. Bu çalışmada, 2 litrelik bir dizel motorun ORÇ ile egzoz enerjisi geri kazanım potansiyeli GT-SUITE simülasyon programında incelenmiştir. Simülasyonlar 5 farklı egzoz kütlesel debisinde ve 4 farklı egzoz giriş sıcaklığında gerçekleştirilmiştir. Simülasyon sonuçları, egzoz enerjisinin yaklaşık %50'sinin ORÇ sistemine aktarılabileceğini ve tasarlanan ORÇ sisteminde buharlaştırıcıya enerji girişinin hem egzoz gazı sıcaklığı hem de kütlesel debisi ile arttığı göstermiştir. Örnek olarak egzoz kütlesel debisi 0,2 kg/s olduğunda, buharlaştırıcıya enerji girişi 200°C'de 18 kW'tan 350°C'de 35 kW'a çıkmaktadır. Bu esnada ORÇ sisteminde üretilen mekanik güç 200°C'de 1,2 kW'tan 350°C'de 3,2 kW'a çıkmaktadır. Buna ek olarak, enerji dönüşüm verimliliği egzoz sıcaklığı ile önemli ölçüde artmaktadır, ancak artış doğrusal değildir. ORÇ sistemi ile egzoz ısıl enerjisinin mekanik enerjiye dönüşümü bu şartlarda maksimum %5'e ulaşmaktadır. Sonuç olarak, ORÇ tabanlı egzoz enerjisi geri kazanımı, motor termal verimliliğini artırarak yakıt tüketimini ve emisyonları azaltmak için uygulanabilir bir çözüm sunmaktadır. Özellikle karbondioksit emisyonu taşıtın yakıt sarfiyatı ile doğrudan ilişkili olduğu için yakıt tasarrufuna bağlı olarak temel sera gazı olan karbondioksit emisyonu da azalmaktadır.
Özet (Çeviri)
Advances in the thermal efficiency of modern internal combustion engines have led to a significant reduction in specific fuel consumption, thereby significantly reducing greenhouse gas emissions from fossil fuels that contribute to global warming. However, despite this, emissions from internal combustion engines remain one of the most significant sources contributing to global warming today. On the other hand, technological advancements in exhaust gas energy recovery using the Organic Rankine Cycle (ORC) offer important new opportunities to reduce contributions to global warming by improving thermal efficiency. In this study, the exhaust energy recovery potential of a 2-liter diesel engine using ORC was investigated using the GT-SUITE simulation program. Simulations were conducted at five different exhaust mass flow rates and four different exhaust inlet temperatures. The simulation results showed that approximately 50% of the exhaust energy could be transferred to the ORC system, and that the energy input to the evaporator in the designed ORC system increased with both exhaust gas temperature and mass flow rate. For example, when the exhaust mass flow rate is 0.2 kg/s, the energy input to the evaporator increases from 18 kW at 200°C to 35 kW at 350°C. Meanwhile, the mechanical power produced in the ORÇ system increases from 1.2 kW at 200°C to 3.2 kW at 350°C. Additionally, energy conversion efficiency increases significantly with exhaust temperature, though the increase is not linear. Under these conditions, the conversion of exhaust thermal energy into mechanical energy via the ORÇ system reaches a maximum of 5%. In conclusion, ORÇ-based exhaust energy recovery offers a viable solution for reducing fuel consumption and emissions by improving engine thermal efficiency. Since carbon dioxide emissions are directly related to the vehicle's fuel consumption, fuel savings also lead to a reduction in carbon dioxide emissions, the primary greenhouse gas.
Benzer Tezler
- Dizel motorlarda çoklu püskürtme stratejisinin nox emisyonu üzerine etkisinin deneysel araştırılması
Experimental investigation of the effect of multiple injection strategy on nox emission in diesel engines
ARDA ALBAYRAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUAMMER ÖZKAN
- Kompresör çark tasarımına etki eden parametrelerin incelenmesi
Investigation of compressor impeller design parameters
EDA BİLGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HİKMET ARSLAN
- Yalova su ürünleri üretme istasyonunda Levrek (Dicentrarchus labraxL., 1758) yetiştiriciliği üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
ERGUN BÜKE
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Su ÜrünleriEge ÜniversitesiSu Ürünleri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BELGİN TEMELLİ
- A gear health monitoring system for transmission prognosis
Şanzıman prognozu için bir dişli durumu izleme sistemi
MURATHAN GÜZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUGAN
- Modeling and analysis of flow and heat transfer in a large PEM fuel cell suitable for automotive applications
Büyük boyutlu otomotive uygulanabilir proton değişim membranlı yakıt hücresi ısı ve kütle transfer modellemesi ve analizi
BERK YİĞİNSU
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiSabancı ÜniversitesiEnerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERHAT YEŞİLYURT