Buji ateşlemeli motorlarda sanki boyutlu bir model için ısı kullanım katsayısının belirlenmesi
The estimation of the heat utilization coefficient at a quasi-dimensional model for spark ignition engines
Yazar: FARUK ÇAKICI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDURRAHMAN DEMİRCİ
Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Buji ateşlemeli motorlar = Spark ignition engines ; Gaz emisyonu = Gas emission ; Termodinamik analiz = Thermodynamic analysis ; İçten yanmalı motorlar = Internal combustion engines

Özet:
Günümüzde içten yanmalı motorlar üzerine yapılan araştırmalar, yakıt tüketimi ve zararlı egzoz emisyonlarını azaltmak üzerine odaklanmıştır. Egzoz gaz emisyonları ve yakıt tüketimi değerlerini iyileştirmek için motorlar üzerinde birçok farklı çalışma yapılmaktadır. Bu çalışmaların tamamen deneysel olarak yürütülmesi, maliyet ve zaman bakımından mümkün değildir. Dolayısıyla modelleme ve analiz programlarının kullanımı ile gerçek deney sayısının azaltılması araştırmacılar ve üreticiler tarafından tercih edilen bir yöntemdir. Bu çalışmada, temel termodinamik formüllerinden yola çıkılarak, içten yanmalı buji ateşlemeli motorlar için oluşturulan bir hesap programı ile deneysel çalışmaların sonuçları karşılaştırılmıştır. Oluşturulan model, temelde farklı motor dönme sayısı, motor yükü ve hava fazlalık katsayısı değerlerine göre çalıştırılmıştır. Farklı sıkıştırma oranlarının incelenmesi ile geometrik bir değişkenin incelenmesi de sağlanmıştır. Bu çalışmanın temel amacı oluşturulan sanki boyutlu termodinamik modelde bulunan ısı kullanım katsayısındaki   değişimin regresyon analizi ile deneysel sonuçlara bağlı olarak incelenmesidir Öncelikle, ısı kullanım katsayısının doğru belirlenebilmesi için hesaplanan ortalama efektif basınç ve deneyden elde edilen ortalama efektif basınç arasındaki fark %1'den küçük olacak şekilde ısı kullanım katsayısı değiştirilmiştir. Bu şekilde yapılan hesaplamalarda, ölçülen ve hesaplanan efektif özgül yakıt tüketimleri arasındaki fark her bir nokta için %4'ün altında kalmıştır. Bu şartlarda elde edilen ısı kullanım katsayılarındaki değişimin anlamlandırılması için regresyon analizi yapılmıştır. Regresyon analizi ile R2 değeri %90 civarı olmak üzere üç farklı ısı kullanım katsayısı formülü oluşturulmuştur.

Abstract:
Today, research on internal combustion engines has focused on reducing fuel consumption and exhaust emissions. Many researches have been carried out on internal combustion engines to improve exhaust gas emissions and fuel consumption. It is not likely to carry out these studies experimentally in terms of cost and time. Therefore, reducing experiments with the use of modeling and analysis programs is a method preferred by researchers and manufacturers. In this study, a model was created for calculating engine parameters using simple thermodynamic formulas for spark ignition engines. The results of thermodynamic model and experimental studies were compared. The created model calculated engine parameters at different engine speeds, engine loads and relative excess air coefficients. The compression ratio can be changed in the model. Hence, the model gives a chance to examine the geometric parameters. The main purpose of this study is to create a formula with regression analysis to determine the heat release coefficient in the zero-dimensional thermodynamic model. First, in order to determine the heat release coefficient correctly, the percentage difference between the calculated break mean pressure and the value obtained from the experiment was calculated by iterating less than 1%. In the calculations, the difference between the measured and calculated break specific fuel consumption remained below 4% for each operating condition. Regression analysis was performed for the heat release coefficients obtained in this way. With the regression analysis, three different heat release coefficient formulas with an R2 value of around 90% were created.