Su soğutmalı bir benzin motorunda sıkıştırma oranı değişiminin birinci ve ikinci kanuna göre analizi
Determination of energy and exergy balances of a water cooled spark ignition engine in the case of varying compression ratios
Yazar: YAVUZ ERBAŞ
Danışman: DOÇ. DR. ADNAN PARLAK
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, tek silindirli, su soğutmalı ve sıkıştırma oranı değiştirilebilen birbenzin motorunda farklı sıkıştırma oranlarında termodinamiğin birinci ve ikincikanununa göre analiz yapılarak, motordaki egzoz gazlarıyla, soğutma suyuyla, ısıtransferi ve sürtünmelerle kayıp enerjileri, kayıp enerjilerin kullanılabilirliği vemotor milinden alınan faydalı gücün tespit edilerek en uygun çalışma şartlarınınbelirlenmesi amaçlanmıştır.çten yanmalı motorlarda 1. ve 2. kanun analizi çalışmaları Bölüm1'de belirtilmiştir.Bölüm 2'de, Bir motor modelinde enerji ve ekserji dengesi kurularak faydalı güç,motordan alınacak maksimum güç ve kayıp güç belirlenmiştir. Bölüm 3'deTersinmez bir otto çevriminin termodinamik analizi yapılarak tersinir iş, kayıp iş veyararlı iş değerleri çevrimin tüm noktalarında belirlenerek 1. kanun ve 2. kanunverim denklemleri kurulmuştur. Buradaki amaç teorik bir çevrimde sıkıştırma oranıdeğişiminin kayıp gücü nasıl etkilediğini belirlemektir. Bölüm 4'de ise motorüzerinden alınan çalışma verilerinin enerji ve ekserji analizi yapılarak, tüm çalışmaaralıklarında enerji ve ekserji değerleri belirlenmiştir. Bölüm 5'de ise enerji veekserji sonuçları tablolar ve grafikler şeklinde sunularak karşılaştırmaları yapılmıştır.Çalışmada, sıkıştırma oranının artırılması kayıpları azaltmakta, efektif güçdeğerlerini ise artırmaktadır. 1. kanun ve 2. kanun verimlerinin hesaplanması sonucu,kayıpların en az olduğu çalışma aralığının 8,2 sıkıştırma oranı ve 1600 dev/dakolduğu tespit edilmiştir. Egzoz veriminin sıkıştırma oranı azaldıkça arttığıbelirlenmiştir. Soğutma ve ısı transferi gibi enerjilerin kullanılabilirliğinin çok düşükolduğu, egzoz kullanılabilirliğinin ise çok yüksek olduğu sonuçlarına varılmıştır.

Abstract:
In this study, The First and the Second Laws analysis were performed in a singlecylinder water cooled spark ignition engine. The effects of compression ratio onenergy and exergy balances were found and the comparative results were given in theforms of tables and figures.The studies of First and Second Law analysis in internal combustion engines aredefined section 1. At section 2, useful power, maximum extractable power and thesources of irreversibility are derived by energy and exergy balance in the enginemodel.In section 3, An irreversible Otto cycle analysis were performed depending oncompression ratios for various isentropic efficiencies. First and Second Lawsefficiency equations were derived by specifying reversible work and useful workvalves at all points of cycle after indicating thermodynamic analysis of anirreversible Otto cycle. The first and second law efficiency, maximum extractablepower and use fuel work equations of the cycle were found analytically. In additionthe lost power of the cycle were found depending on compression ratio andisentropic efficiency In section 4, the values of energy and exergy during all studyintervals are calculated by doing analysis of energy and exergy, of experimental datataken from engine.In the study, reducing compression ratio increases lost as a result of calculating FirstLaw and Second Law efficiency, lost power reaches the minimum when thecompression ratio is fixed at and 1600 rpm. maximum extractable power of theengine increases when the engine speeds increases. Exhaust efficiency increases ascompression ratio decreases. The energy availability of cooling and heat transfer isvery low. The exhaust availability is very high.