Bir benzin motoru çevrim analizinin matematiksel modellemesi
Bu çalışmada, bir benzinli motorun (Kartal 1.6 i.e.) en uygun çalışma koşulları ve performansını belirlemek için bir matematiksel model geliştirilmiştir. Matematiksel modele uygun bir bilgisayar programı geliştirilmiş, çeşitli hava fazlalık katsayısı (HFK), ateşleme avansı ve yanma aralığı kombinasyonları, gerçek motor gücünü sağlayacak koşullarda denenerek, optimum HFK ateşleme avansı ve yanma aralığı belirlenmiştir. Enerji denklemleri kullanılarak sıkıştırma, yanma ve genişleme periyotlarında basınç ve sıcaklığın birer derecelik krank mili açısına göre değişimleri belirlenmiştir. Bulunan en uygun çalışma koşullarında maksimum sıcaklık ve basınç sırasıyla 2077°K ve 6800 kPa bulunmuştur. Ele alınan benzinli motor, gerçekte 5500 d/d'da, 58.9 kW güç üretmektedir. Model kullanıldığında HFK'nın 1.05, ateşleme avansının 27° KMA ve yanma aralığının 39° KMA'ında motor gücü 59.3.kW olarak hesaplanmıştır. Buna göre, bu çalışmada geliştirilen model kullanılarak bulunan uygun çalışma koşullarında gerçek güç değeri ±%1 den küçük bir hata ile hesaplanmıştır.
The purpose of this study was to develop a model to calculate the poner obtained experimentally from a gasoline engine produced by Fiat-Tofaş in Turkey (Kartal 1.6 i. e.). A computer program was developed based on the model to perform cycle analysis. Using the computer program, the most proper combination of air-fuel mixture, ignition timings, and combustion periods was sought amongst various excess air ratio, ignition times, and combustion periods. The engine generates 58.9 kWat 5500 rpm, according to the manufacturer. Using the model developed in this study, 59.3 kW was calculated at 5500 rpm of the crankshaft for air-fuel mixture of 1.05, ignition timing ot 27° before head dead center, and combustion duration of 39°. It was concluded that the model enables to calculate the power that could be delivered by the gasoline engine within an error less than ±%1. The temperatures and pressures were calculated through energy eouations tor compression, combustion, and expansion periods for each degree of crankshaft. The calculated peak temperature and pressure were 2077 °K, and 6800 kPa, respectively for the operating conditions that provided the specified power level.
___
- 1. Çengel, Y.A., Heat Transfer-A Practical Approach (2nd Ed.), The McGraw-Hill Companies Inc. USA, 932 p., 2003.
- 2. Davalath, J. and Bayazýtoðlu, Y., Forced Convection Cooling Across Rectangular Blocks, Trans. of the ASME J. of Heat Transfer, 109, 321-328, 1987.
- 3. Can, M. and Pulat, E., Cooling of Electronic Systems by Impinging Air Jets, Cooling of Electronic Systems (Eds. S.Kakaç, H.Yüncü, K.Hijikata)-NATO ASI Series, Serie E:Applied Sciences, Kluwer Academic Publishers, 258, 339- 359, 1994.
- 4. Poulikakos, D. and Wietrzak, A., Cooling of Microelectronic Sensor by Turbulent Forced Convection, Cooling of Electronic Systems (Eds. S.Kakaç, H.Yüncü, K.Hijikata)-NATO ASI Series, Serie E:Applied Sciences, Kluwer Academic Publishers, 203-224, 1994.
- 5. Igarashi, T. and Takasaki H., Fluid Flow and Heat Transfer Around A Rectangular Block Fixed on a Flat Plate Laminar Boundary Layer, Proc. of the ASME/JSME Thermal Engineering, Book No.H0933A, pp.295-302, 1995.
- 6. Zahn, B.A., Stout, R.P. and Billings, D., A Thermal Comparative Study of a Ceramic Dual In-Line Pressed Microelectronics Package Using Both Computational Fluid Dynamics and Solid Modelling Techniques on the ANSYS Finite Element Analysis System, ANSYS Conference Proceedings, II, pp.371-380, 1996.
- 7. Zhao, C.Y. and Lu, T.J., Analysis of Microchannel Heat Sinks for Electronics Cooling, International Journal of Heat and Mass Transfer, 45, 4857-4869, 2002.
- 8. Abboud, J.B., Heat Transfer Investigation of Microelectronic Equipment Using Finite Element Modelling Techniques, PhD Thesis, University of Bath, 298 p., 1987.
- 9. Sözbir, N., Sözbir, M., Ekmekçi, İ., Saraç, H.İ. ve Çallı, İ., Elektronik Sistemlerin Isı Taşınımı İle Soğutulması, ULIBTK'97-11. Ulusal Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi Bildiriler Kitabı, Edirne, 546-555, 1997.
- 10. Pulat, E., Mikroelektronik Devre Elemanlarının Zorlanmış Taşınımla Soğutulmasının Simülasyonu, Doktora Tezi, UÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, 1997.
- 11. Igarashi, T. and Takasaki H., "Fluid Flow Around Three Regtangular Bloks in a Flat-Plate Laminer Boundary Layer" Experimental Heat Transfer, Vol.5, 17-31, 1992.
- 12. Morris G. K. And Garimella S. V., "Thermal Wake Downstream of a Three Dimensional Obstacle" Experimental Thermal and Fluid Science, 12-1, 65-74,1996.
- ISSN: 1300-3402
- Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
- Başlangıç: 1957
- Yayıncı: TMMOB MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI