Etanol katkılı yakıtlarda hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile kavitasyon erozyonunu tahmin aracı geliştirme ve testlerle validasyonu

Yüksek basınç ile çalışan yakıt enjeksiyonu, turbo makineler gibi hidrolik sistemlerde kavitasyon erozyonu sıklıkla görülen ve yer yer sistemin fonksiyonuna engel olabilecek boyutlara ulaşan bir olaydır. Kullanılan akışkanın özelliklerine ve sistem basıncına göre şiddeti farklılık gösterdiğinden farklı mühendislik uygulamalarında farklı şekillerde ve şiddetlerde ortaya çıkabilmektedir. Bu çalışma kapsamında benzinli enjeksiyon sistemlerinde kullanılan etanol katkılı yakıtların parçalar üzerinde sebep olduğu kavitasyon erozyonunu tespit etmeye yönelik bir yazılım geliştirilmilştir. Benzin, E10, E30, E50 ve E100 yakıtları ile kavitasyon erozyonu testleri gerçekleştirilmiş ve sonuçlar Shadowgraph yöntemi ile incelenmiştir. Numuneler taramalı elektron mikroskopisi (SEM) yöntemi ile ölçümlendirilmiştir. Yazılım geliştirmelerinde açık kaynak kodlu CFD yazılımı OpenFOAM temel alınmıştır. Sıkıştırılamaz akışlara uygun olarak literatürden seçilen kavitasyon erozyonu yöntemi C++ ile kodlanıp "interPhaseChangeFoam" adlı kavitasyon çözücüsüne implemente edilmiştir. Yakıt varyasyonlarıyla simülasyonlar yapılıp testler ile karşılaştırılmıştır. Düşük ethanol oranlarında testler uyumlu sonuçlar elde edilirken yüksek etanol oranlarında testler ile simülasyonlar arasında uyuşmazlıklar tespit edilmiştir