İçten Yanmalı Bir Motorun Emme Manifoldunun Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ile Tasarımı

POLAT, Hasan Tahir; POLAT, Zahir Emre; DEMİRCAN, TOLGA

İçten Yanmalı Bir Motorun Emme Manifoldunun Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ile Tasarımı

Tolga DEMİRCAN, (Kırıkkale Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi)

Zahir Emre POLAT, (Kırıkkale Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi)

Hasan Tahir POLAT (Kırıkkale Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi)

Journal of Eta Maritime Science

16 2

Yıl: 2017 Cilt: 5 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 300 - 310 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

İçten Yanmalı Bir Motorun Emme Manifoldunun Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ile Tasarımı

Öz:

Günümüzde içten yanmalı motorlar otomotiv, denizcilik, havacılık vb. birçok sektörde çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Tek silindirli ve küçük boyutlarda yapılabileceği gibi, özellikle gemilerde kullanılmak üzere çok büyük boyutlarda da üretilebilmektedir. İçten yanmalı motorlar, birden çok parçanın birleşmesi ile oluşan kompleks yapılardır. Ayrıca silindir içerisinde gerçekleşen yanma olayı da oldukça hızlı ve karmaşık bir reaksiyondur. Dolayısıyla bir motorun güç performansı birden çok faktöre bağlıdır. Bu faktörlerden en önemlilerinden biri de yanmanın, ideal yanmaya yakın koşullarda sağlanabilmesidir. Bu ise, silindir içerisinde reaksiyona giren oksijen ve yakıtın uygun oranlarda karışması ile mümkün olabilmektedir. Bir motorun sürekli yüksek performansta çalışabilmesi için, yakıtın sürekli olarak, hava ile yeterli oranda beslenmesi gerekmektedir. Bu hava beslemesi emme manifoldu aracılığı ile gerçekleşir. Dolayısıyla iyi bir yanmanın sağlanabilmesi için emme manifold tasarımı önemli bir rol oynamaktadır. Bu amaçla, bu çalışmada; bir dizel motorda emme havasının ihtiyaç duyulan miktarda sağlanabilmesi için, emme manifoldunun giriş açılarının etkileri ele alınmıştır. Farklı giriş açıları için Ansys Fluent paket programı aracılığı ile simülasyonlar yapılmış ve akış karakteristiklerine olan etkileri irdelenmiştir. Simülasyonlardan elde edilen sonuçlar ışığında, manifold içerisindeki hız ve basınç dağılımları elde edilmiş ve çıkış debi değerleri aracılığıyla optimum şartlar belirlenmiştir.

Anahtar Kelime:

Konular: Denizcilik Mühendislik, Makine

Corresponding Author: Tolga DEMİRCAN

Öz:

Today, internal combustion engines are widely used in many sectors such as automotive, marine, aviation, etc. They can be produced in single cylinders and small sizes for the automotive sector as well as in very large sizes for use on ships. Internal combustion engines are complex structures formed by joining multiple parts. In addition, the combustion inside the cylinder is a very quick and complicated reaction. Therefore, the power performance of the motor depends on multiple factors. One of the most important of these factors is approaching burning to ideal burning conditions. This is possible by mixing oxygen and fuel in the cylinder in a suitable ratio. For an engine to work at a high performance constantly, the fuel must be supplied continuously with sufficient air. The intake manifold is used for this air supply. Therefore, intake manifold design plays an important role for good combustion. For this purpose, in this study, the effects of the inlet angles of the intake manifold are discussed so that a sufficient amount of intake air can be supplied to a diesel engine. With the help of the Ansys Fluent package program, simulations were made for different manifold inlet angles and the effects of the inlet angles on flow characteristics were discussed. In the light of the results obtained from the simulations, velocity and pressure distributions in the manifold were obtained and optimum conditions were determined by outlet flow rate.

Anahtar Kelime:

Konular: Denizcilik Mühendislik, Makine

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

[1] Singla, S., Sharma, S., ve Gangacharyulu, D. (2015). Study of design improvement of intake manifold of internal combustion engine. International Journal of Engineering Technology, Management and Applied Sciences, 2015: 3(Special Issue): 234-242.
[2] Porter, M. A. (2009). Intake Manifold Design using Computational Fluid Dynamics, University of New South Wales at the Australian Defence Force Academy Journal of Undergraduate Engineering Research, 2008: 1(2).
[3] Srisattha, T., Issarakul, S., Wechsatol, W. ve Wannatong, K. (2011). Transient behavior of air flow through the intake manifold of a heavy duty diesel engine. Applied Mechanics and Materials, 2011: 87: 146-150.
[4] Jemni, M. A., Kantchev, G. ve Abid, M. S. (2011). Influence of intake manifold design on in-cylinder flow and engine performances in a bus diesel engine converted to LPG gas fuelled, using CFD analyses and experimental investigations. Energy, 2011: 36(5): 2701-2715.
[5] Thamaraikanan, R., Anish, M., Kanimozhi B., George, T. ve Koshy, V. G. (2015). Design and analysis of an intake manifold in an IC engıne. Applied Mechanics and Materials, 2015: 766-767: 1021-1027.
[6] Aadepu S., Prasanth, I. S. N. V. R. ve Naik, J. M. (2014). Design of intake manifold of IC engines with improved volumetric efficiency. Internatıonal Journal & Magazıne of Engıneerıng, Technology, Management And Research, 2014: 1(6): 26-33.
[7] Kabsuri, V. (2013). Analysis of an intake manifold in a multi-cylinder SI engines. International Journal of Conceptions on Mechanical and Civil Engineering, 2013: 1(1), 2357-2760.
[8] Xinjie, Z. (2015). Computational fluid dynamics analysis and runner test of automobile engine intake manifold structure. International Journal of Vehicle Structures & Systems, 2015: 7(2): 66-70.
[9] Priyadarsini, I. (2016). Flow analysis of intake manifold using computational fluid dynamics. International Journal of Engineering and Advanced Research Technology , 2016: 2(1): 1-5.
[10] Biberci, M. A., Ataman, T., Gedik, E. ve Çelik, M. B. (2016). Çok silindirli buji ateşlemeli bir motorda emme manifoldunun hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile sayısal olarak incelenmesi. Journal of Advanced Technology Sciences, 2016: 5(2): 120-130.
[11] Liu, J. (2016). Numerical optimization of a 6-cylinder diesel engine intake and exhaust manifold, Master thesis, Purdue University.
[12] Holkar, R., Sule-Patil, Y. N., Pise, S. M., Godase, Y. A. and Jagadale, V. S. (2015). Numerical simulation of steady flow through engine intake system using CFD. Journal of Mechanical and Civil Engineering, 2015: 12(1): 30-45.
[13] Jemni, M. A., Kantchev, G., Abid, M. S. (2012). Intake manifold design effect on air fuel mixing and flow for an LPG heavy duty engine. Internatıonal Journal Of Energy And Envıronment, 2012: 3(1), 61-72.
[14] Gürbüz, H., Akçay, İ. H., Buran, D. (2014). An investigation on effect of in-cylinder swirl flow on performance, combustion and cyclic variations in hydrogen fueled spark ignition engine. Journal of the Energy Institute, 2014: 87, 1-10.
[15] Gürbüz H., Buran D. (2016). Experimental study on effect of concentrated turbulence around the spark plug zone in a swirling flow on a hydrogen SI engine performance and combustion parameters, Journal of Energy Engineering, 2016: 142(3).
[16] Hiticas, I., Iorga, D., Mihon, L., Uricanu, N. and Piciorea, G. (2012). The influence of the intake manifold system concerning the performances of the internal combustion engine. Fiability & Durability / Fiabilitate si Durabilitate, 2012: 7: 29-35.
[17] Seshadri, S. (2015). Design and CFD analysis of the intake manifold for the Honda CBR250RR engine. Master Thesis, Mechanical Engineering the University of Texas.
[18] Malalasekera, W. And Versteeg, H. K. (2005). An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method, Longman.
[19] Patankar, S.V. (1980). Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, McGraw-Hill Book Company, New York.

APA	DEMİRCAN T, POLAT Z, POLAT H (2017). İçten Yanmalı Bir Motorun Emme Manifoldunun Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ile Tasarımı. , 300 - 310.
Chicago	DEMİRCAN TOLGA,POLAT Zahir Emre,POLAT Hasan Tahir İçten Yanmalı Bir Motorun Emme Manifoldunun Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ile Tasarımı. (2017): 300 - 310.
MLA	DEMİRCAN TOLGA,POLAT Zahir Emre,POLAT Hasan Tahir İçten Yanmalı Bir Motorun Emme Manifoldunun Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ile Tasarımı. , 2017, ss.300 - 310.
AMA	DEMİRCAN T,POLAT Z,POLAT H İçten Yanmalı Bir Motorun Emme Manifoldunun Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ile Tasarımı. . 2017; 300 - 310.
Vancouver	DEMİRCAN T,POLAT Z,POLAT H İçten Yanmalı Bir Motorun Emme Manifoldunun Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ile Tasarımı. . 2017; 300 - 310.
IEEE	DEMİRCAN T,POLAT Z,POLAT H "İçten Yanmalı Bir Motorun Emme Manifoldunun Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ile Tasarımı." , ss.300 - 310, 2017.
ISNAD	DEMİRCAN, TOLGA vd. "İçten Yanmalı Bir Motorun Emme Manifoldunun Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ile Tasarımı". (2017), 300-310.

APA	DEMİRCAN T, POLAT Z, POLAT H (2017). İçten Yanmalı Bir Motorun Emme Manifoldunun Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ile Tasarımı. Journal of Eta Maritime Science, 5(3), 300 - 310.
Chicago	DEMİRCAN TOLGA,POLAT Zahir Emre,POLAT Hasan Tahir İçten Yanmalı Bir Motorun Emme Manifoldunun Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ile Tasarımı. Journal of Eta Maritime Science 5, no.3 (2017): 300 - 310.
MLA	DEMİRCAN TOLGA,POLAT Zahir Emre,POLAT Hasan Tahir İçten Yanmalı Bir Motorun Emme Manifoldunun Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ile Tasarımı. Journal of Eta Maritime Science, vol.5, no.3, 2017, ss.300 - 310.
AMA	DEMİRCAN T,POLAT Z,POLAT H İçten Yanmalı Bir Motorun Emme Manifoldunun Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ile Tasarımı. Journal of Eta Maritime Science. 2017; 5(3): 300 - 310.
Vancouver	DEMİRCAN T,POLAT Z,POLAT H İçten Yanmalı Bir Motorun Emme Manifoldunun Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ile Tasarımı. Journal of Eta Maritime Science. 2017; 5(3): 300 - 310.
IEEE	DEMİRCAN T,POLAT Z,POLAT H "İçten Yanmalı Bir Motorun Emme Manifoldunun Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ile Tasarımı." Journal of Eta Maritime Science, 5, ss.300 - 310, 2017.
ISNAD	DEMİRCAN, TOLGA vd. "İçten Yanmalı Bir Motorun Emme Manifoldunun Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ile Tasarımı". Journal of Eta Maritime Science 5/3 (2017), 300-310.