Turbo döngüsel bir motorun yanma odasının testleri ve akış analizleri
Tests and flow analysis of the combustion chamber of a turbo rotary engine
Yazar: MURAT ÇAĞATAY
Danışman: DOÇ. DR. MELİH OKUR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering ; Uçak Mühendisliği = Aeronautical Engineering
Dizin: Akış analizi = Flow analysis ; Motorlar = Motors ; Turbo makineler = Turbomachinery ; Yanma odası = Combustion chamber

Özet:
Günümüzde aktif olarak kullanılan birçok motor tipi vardır, her geçen gün bu motor tiplerine daha verimli ve çevreci olan yeni tip motorlar eklenmektedir. Özgün bir termodinamik çevrime sahip Turbo Döngüsel Motor bu motor tiplerinden biridir. Bu çalışmada Turbo Döngüsel Motora ait farklı büyüklüklerdeki iki yanma odasının farklı hava ve yakıt debilerine göre testleri ve akış analizleri yapılmıştır, çıkan sonuçlara göre yanma odaları karşılaştırılmıştır. Bu testler ve analizler için büyük yanma odası ve küçük yanma odası deneylerinde 7 farklı (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 l/dk) hava giriş debisi kullanılmıştır, bu kullanılan debilerden 14 l/dk ve 15 l/dk debilerinde küçük yanma odasında ateşleme sağlanamamıştır. 20 l/dk' nin üzerindeki debilerde çok yüksek sıcaklıklara ulaşılacağı ve bu sıcaklıkların yanma odası, yakıt enjektörü ve termo couple gibi bileşenlere zarar vereceği için, 20 l/dk hava debisinin üzerine çıkılmamıştır. Yanma odası çıkışı maksimum sıcaklıkları, büyük yanma odası için 20 l/dk hava debisinde 0,68 l/dk yakıt debisi ile 742 ℃, küçük yanma odası için 20 l/dk hava debisinde 0,45 l/dk yakıt debisi ile 627 ℃ ölçülmüştür. Yanma odalarından elde edilen maximum güçler ise büyük yanma odası için yine 20 l/dk hava debisinde 0,68 l/dk yakıt debisi ile 303 W, küçük yanma odası için 20 l/dk hava debisinde 0,45 l/dk yakıt debisi ile 250 W olarak ölçülmüştür. Tüm hava debileri için büyük yanma odasında 20/1, küçük yanma odasında 30/1 civarındaki hava yakıt oranlarında maximum güçler elde edilmiştir. Yapılan tez çalışması, Turbo Döngüsel Motoru için optimum bir yanma odası tasarlanmasına katkı sağlayacak olup sistem verimliliği artırılacaktır.

Abstract:
There are many engine types that are actively used today, and new types of engines that are more efficient and environmentally friendly are being added to these engine types every day. Turbo Cyclic Engine with a unique thermodynamic cycle is one of these engine types. In this study, two combustion chambers of different sizes belonging to the Turbo Cyclic Engine were tested and analyzed according to different air and fuel flow rates, and the combustion chambers were compared according to the results. 7 different (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 l/min) air inlet flow rates were used, and ignition could not be achieved in the small combustion chamber at 14 l/min and 15 l/min flow rates. Above 20 l/min can be reached very high temperature and this high temperature can be damaged combustion chamber, fuel injector and thermocouple. Combustion chamber exit maximum temperatures are 742 ℃ with 0,68 l/min fuel flow at 20 l/min air flow for the large combustion chamber, and 627 ℃ with 0,45 l/min fuel flow at 20 l/min air flow for the small combustion chamber. On the other hand, the maximum powers obtained for the large combustion chamber were measured as 303 W with 0,68 l/min fuel flow at 20 l/min air flow, and 250 W with 0,45 l/min fuel flow at 20 l/min air for the small combustion chamber. At 20/1 air fuel rate obtained maximum power at large combustion chamber, at 30/1 air - fuel rate obtained maximum power at small combustion chamber. The thesis work done will contribute to the design of an optimum combustion chamber and improve efficiency for the Turbo Rotary Engine.