Çok supaplı yüksek süratli gemi dizel motorlarının ikinci kanun analizi
Second law analysis of high speed marine diesel engines with multi valves
Yazar: YUNUS TEKGÖZ
Danışman: DOÇ.DR. OSMAN AZMİ ÖZSOYSAL
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gemi İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Gemi Mühendisliği = Marine Engineering

Özet:
Dizel makinalar 1900'lü yıllardan başlayarak çok büyük teknik gelişmeler göstermiştirve bugünün dünyasında endüstri ve taşımacılık başta olmak üzere birçok alanda güçkaynağı olarak kullanılmaktadır. Özellikle son yıllarda artan ve dünyanın geleceğinitehdit eden atmosferik sera gazları emisyonunun artması ve küresel ısınma gibiproblemler ile karşı karşıya kalan insanoğlu, bu makinaların tasarımında güç ve boyutgibi kıstasların yanı sıra özellikle çevreye bırakılan atık ısı ve egzost gazlarının içeriğinide göz önünde bulundurmak zorunda kalmıştır. Bunun neticesinde makinetasarımlarının birçoğunda maksimum faydalı işin elde edilebilmesi için entropiüretiminin en aza indirilmesi ve ikinci kanun analizinin yapılması önem arz etmektedir.Bu düşünceden hareketle, bu çalışmada da bu konuda daha önce yapılmış olançalışmalar incelenmiş olup bunlar 2. Bölüm'de sunulmuştur. Çalışmada dieselmotorların emme ve egzost periyotlarında silindirlerde, turboşarjerde, emme ve egzostmanifoldlarında oluşan zamana bağlı gaz akımını zamana ve mekana göre entropideğişimi olmayan akım modeli ile modelleyen bir bilgisayar programı kullanılmış(Bölüm 6) olup 3. Bölüm'de modelleme teorisi, 4.Bölüm'de silindir sınır koşuluhakkında ayrıntılı bilgi verilmiştir. 5. Bölüm'de ise ikinci kanun analizine yönelikbilgiler verilmiştir.Bu çalışmada 4 valflı 16 silindirli bir diesel makinanın (Bölüm 7), 8. Bölüm'debelirtildiği gibi öncelikle egzost ve emme valf sayıları değiştirilerek valf sayısının entropiüretimi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Daha sonra çok valflı bu makinada sıkıştırmaoranının, strok boyunun, silindir çapının, motor hızının, emme manifoldu basınç vesıcaklığı ile yakıt ısıl değerinin entropi üretimi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Yapılantüm parametre çalışmalarına ait grafikler Ek'lerde sunulmuştur.Anahtar Kelimeler: Entropi, Entropi Üretimi, İkinci Kanun, Tersinir, Tersinmezlik

Abstract:
Diesel engines have shown great technical developments since 1900, and in today?s worldthey are used as a power source in many fields such as industry and transporting.Especially, humans are exposed to pollution and global warming which have threatenedthe future of the world in recent years. Because of these threats, in the design of theseengines, engineers have to consider heat losses and exhaust gases, which are released inthe environment, besides power and dimension criterions. As a result of this, in order toproduce the maximum useful work in the design of all engines, it is very important toreduce entropy generation and it is necessary to apply the second law analysis.As a consequence of this, in this work, the previous studies related to this topic havebeen reported in chapter 2. In this work, a computer software program has been usedwhich simulates the time dependent flow during the intake and exhaust phases at theturbocharger, intake and exhaust manifolds and the cylinders based on nonhomentropicflow model (chapter 6). The theory of modelling has been maintained inchapter 3, and the detailed information about the cylinder boundary condition has beengiven in chapter 4, and the second law analysis has been explained in chapter 5.In this work, as it is described in chapter 8, while changing the number of exhaust andintake valves, the effects on entropy generation of the valve number of a diesel enginewith four valves and sixteen cylinders (chapter 7) have been carefully examined . Afterthat, in this engine with multi valves, the effects of compression ratio, strok length,cylinder diameter, engine speed, the pressure and temperature of air manifold and fuelcalorific value on entropy generation have been studied. Graphs which belong toparameter studies have been represented in appendixes.Keywords: Entropy, Entropy Generation, Second Law, Reversible, Irreversibility