İçten yanmalı bir motorda hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) metoduyla doğalgazın yanma analizi

Abstract

Bu çalışmada, ANSYS Fluent (R15.0) ticari yazılımı kullanılarak dört zamanlı içten yanmalı bir motorun yanma odası modellenmiş ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) metoduyla doğalgazın yanma analizi yapılmıştır. Analizler 2400, 3200, 3600 ve 4000 d/dk motor devirlerinde ve 64, 92 ve 112 mm piston strok değerlerinde gerçekleştirilmiştir. Değişen motor devir sayılarına ve her bir motor devri için değişen piston stroklarına göre yanma analizleri gerçekleştirilerek, yanma sonucunda silindir içinde oluşan doğalgaz kütle fraksiyonu, ortamın sıcaklık ve basınç parametrelerindeki değişimler, KA değerindeki değişime bağlı olarak incelenmiştir. Analizlerden elde edilen sonuçlara göre, devir sayısı sabitken artan piston stroku değerine bağlı olarak silindir içindeki doğalgazın kütle fraksiyonunda az miktarda artış, ortamın sıcaklık ve basınç değerlerinde ise azalma görülmüştür. Ayrıca sabit piston strok değerlerinde, doğalgaz kütle fraksiyonunda artan devir sayısıyla doğru orantılı bir artış, ortamın sıcaklık ve basınç değerlerinde ise ters orantılı bir azalma olduğu gözlemlenmiştir.

In this study, a four strokes internal combustion engine's combustion chamber was modelled and combustion process of natural gas was analyzed using computational fluid Dynamics (CFD) method by means of ANSYS Fluent (R15.0) commercial software. Analyses were realized at 2400, 3200, 3600 and 4000 rpm engine speeds for 64, 92 and 112 mm piston strokes. According to changing engine speeds and changing piston strokes for each engine speed, combustion analyses were realized and at the end of combustion, changes of natural gas mass fraction occuring in the cylinder, ambient temperature and pressure parameters were investigated depends on changing crank angle. According to results which were obtained from analyses, at fixed engine speed, it was seen that natural gas mass fraction occuring in cylinder increased in small quantities, ambient temperature and pressure decreased depends on increasing piston stroke values. Also, at fixed piston stroke values, it was observed that natural gas mass fraction increased directly proportional, ambient temperature and pressure values decreased inversely proportional with increasing engine speed.