Doğalgaz Yakıtlı Buji Ateşlemeli Motorlarda Strok/Çap Oranı Etkilerinin Ekserji Analiziyle İncelenmesi

Abstract

Sunulan çalışmada doğalgaz yakıtlı buji ateşlemeli motorlarda strok/çap (s/ç) oranının etkileri kullanılabilirlik (ekserji) analiziyle nümerik olarak incelenmiştir. Bu amaçla iki bölgeli yanma modeline sahip bir sanki boyutlu buji ateşlemeli motor çevrimi modeli kullanılmıştır. Çevrim modelinde yanma işlemi türbülanslı alev yayılması yaklaşımıyla, emme ve egzoz işlemleri ise basit ampirik bağıntılar kullanılarak modellenmiştir. Ekserji analizini gerçekleştirmek için çevrim modeline Termodinamiğin İkinci Kanunu ile ilgili yaklaşımlar uygulanmıştır. Ekserji analizinde ısı, iş ve egzozla transfer edilen ekserjiler, tersinmezlikler, yakıt kimyasal ekserjisi, termomekanik ekserji ve toplam ekserji gibi ekserjitik terimler seçilen strok/çap oranları için hesaplanmıştır. Ayrıca, 1. ve 2. Kanun verimleri ile indike özgül yakıt tüketimi de hesaplanmıştır. Böylece, doğalgaz yakıtlı buji ateşlemeli motorlarda strok/çap oranının ekserjitik terimler, 1. ve 2. Kanun verimleri ve indike özgül yakıt tüketimi üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Çalışma sonuçları, doğalgaz yakıtlı buji ateşlemeli motorlarda strok/çap oranının artırılmasının ısı kayıpları ve tersinmezlik değerlerini azalttığını, faydalı çevrim işi ile 1. ve 2. kanun verimlerini artırdığını ve indike özgül yakıt tüketimini düşürdüğünü göstermiştir. İncelenen doğalgaz yakıtlı buji ateşlemeli motorlarda strok/çap oranının 0,7 değerinden 1,3 değerine çıkarılması ısı kayıplarının %6,69, tersinmezliklerin %1,58 oranlarında azalmasını, işle transfer edilen ekserjinin ise %3,43 artmasını sağlamıştır. Diğer taraftan, strok/çap oranının 0,7 değerinden 1,3 değerine çıkarılması ile 1. ve 2. Kanun verimleri sırasıyla %3,11 ve %3,38 oranlarında artmış ve indike özgül yakıt tüketimi %3,25 oranında azalmıştır.