Turbo dizel bir motorda bir pistonun termal ve mekanik yükler altında sonlu elemanlar yöntemiyle gerilim analizi
Stress analysis of a piston of a turbo diesel engine under thermal and mechanical loads using finite element method
- Tez No: 321386
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BORA YILDIRIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Dizel motorlar, Geçici rejim analizi, Sonlu elemanlar analizi, Termal bariyer kaplama, Yorulma analizi, Diesel engines, Transient analysis, Finite element analysis, Thermal barrier coating, Fatigue analysis
- Yıl: 2012
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Termal bariyer kaplamaları, bir bileşenin en az bir yüzeyini tamamen kaplayarak, yanma odasındaki yüksek ısının malzemenin içine nüfuz etmesini engellemektedir. İçten yanmalı motorlarda termal bariyer kaplaması kullanılarak, yanma odasının sıcaklığı artırılmakta ve yanmanın daha verimli olması sağlanmaktadır.Bu tezde 1,9lt silindir hacmine, 130 hp maksimum çıkış gücüne sahip, VW tarafından üretilen turbo beslemeli bir dizel motor ve bu motora ait piston modellenmektir. Ricardo Wave® yazılımıyla motorun modeli oluşturulmuştur; motorda oluşan yükler bu modelden, kaplama uygulamasından önce ve kaplama uygulamasından sonra, ayrı olarak hesaplanmıştır. Pistonun 3 boyutlu CAD modeli Solidworks® yazılımıyla oluşturulmuştur. Sonlu elemanlar analizi için Ansys® yazılımı kullanılmıştır. Sonlu elemanlar analizi, motorun krank açısına göre değişen yükler kullanılarak, süreksiz olarak yapılmıştır. Pistonun yorulma ömrü N-code DesignLife yazılımı kullanılarak hesaplanmıştır. Motor modelinden, kaplama uygulamasından önceki ve sonraki güç çıkışı, spesifik yakıt tüketimi, CO emisyonu, yanmamış yakıt miktarı, NOx emisyonu, egzoz gazı sıcaklığı verileri alınarak karşılaştırılmıştır.Yapılan çalışmalar sonucunda, termal bariyer kaplamasının yanmanın verimini artırdığı ve buna bağlı olarak; spesifik yakıt tüketimi, CO emisyonu ve yanmamış yakıt miktarının düşmesini, aynı zamanda motor gücünün artmasını sağladığı ve NOx emisyonunun artmasına da neden olduğu görülmüştür. Kaplamanın, pistonun ömrü üzerinde olumsuz etkisi olduğu tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Thermal barrier coatings prevent the penetration of the heat inside combustion chamber to the material with covering at least one surface of a component. By using thermal barrier coatings in internal combustion engines, the temperature of combustion chamber is increased and the combustion can be more efficient.In this thesis, a turbocharged diesel engine manufactured by VW, with 1.9lt displacement and 130 hp power output is modeled with the piston of this engine. Engine model is produced by Ricardo Wave® software; the loads generated inside the engine are taken from this model for before and after coating application. The 3 dimensional CAD model of the piston is generated with Solidworks® software. For finite element analysis Ansys® software is used. The finite element analysis is done with transient conditions using loads varying with crank angle. The fatigue life of the piston is calculated with N-code DesignLife® software. Power output, specific fuel consumption, CO emission, unburned fuel amount, NOx emission, exhaust gas temperature data are taken from the engine model before and after coating application and they are compared.As a result of the current studies, it is observed that thermal barrier coating increases the combustion efficiency which leads to a decrease in specific fuel consumption, CO emission and unburned fuel amount while increasing power output and NOx emission. It is also determined that the coating has a negative effect on the fatigue life of the piston.
Benzer Tezler
- Değişken sıkıştırma oranlı bir silindirli dizel motor modeli tasarımı ve simülasyonu
One cylinder diesel variable compression ratio engine model design and simulation
TÜRKAY ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR
- Tülomsaş TLM6V185 model dizel motorunun MR proses yanma mekanizması kullanımı ve turbo şarj kullanımı ile termodinamik hesaplarının yapılması ve incelenmesi
Thermodynamic calculation and analysis for diesel engine the model of tülomsaş TLM6V185 using turbo charger and MR process combustion mechanism
FEHMİ GÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET SİNAN ÖKTEM
PROF. DR. RAFIG MEHDIYEV
- Aşırı doldurmalı dizel bir motorda ara soğutmanın motor performansı ve emisyonlara etkisi
Effect of charge air cooling on a turbo changed diesel engine exhaust emission and engine performance curve
MUSTAFA ÖZÜLKÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN ERGENEMAN
- Düşük ısı kayıplı bir dizel motorda çift yakıt (biyogaz-dizel) kullanımının performans ve emisyonlara etkisi
Effect of using dual fuel (biogas-diesel) on the performance and emissions of a low heat rejection diesel engine
İLKER TURGUT YILMAZ
- Aşırı doldurmalı bir diesel motorunun güç eğrisinin elde edilmesinde parametrelerin incelenmesi
Examining of parameters at determination of power curve of a turbo-charged diesel engine
HİLMİ CENK BAYRAKÇI
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSMAİL HAKKI AKÇAY