Piston-prop uçak motorlarında ekserjoekonomik çevresel optimizasyon

Isıl sistemlerin optimum çalışma koşullarının belirlenmesi, enerjinin verimli kullanılması açısından büyük bir önem taşımaktadır. Bunun yanı sıra, ekonomik ve çevresel etkilerinin değerlendirilmesi de önemli bir rol oynamaktadır. Bu tezde, 4-zamanlı, hava soğutmalı, 4-silindirli ve doğal emişli bir piston-prop uçak motoruna, iniş kalkış fazı (LTO) ve 1 saatlik düz uçuş için ekserjoekonomik ve ekserjoçevresel analiz yöntemleri uygulanmıştır. Ayrıca belirlenen kriterdeki optimum düz uçuş şartları için ekserjoekonomik çevresel optimizasyon gerçekleştirilmiştir. LTO safhasının kalkış fazında; en yüksek efektif güç ekserji akımı, giren ekserji akımı, izafi maliyet farkı ve ekserjoekonomik faktör, sırasıyla, 111.90 kW, 476.51 kW, % 116.06 ve % 98.81 olarak hesaplanmıştır. Buna karşın aynı fazda en düşük ekserjoçevresel faktör değeri % 16.06 olarak bulunmuştur. 1 saatlik düz uçuşta en yüksek giren ekserji akımının (410.60 kW) elde edildiği 1000 m irtifa, % 75 güç ayarı ve 18 hava-yakıt oranında (HY) ise en yüksek ekserji yıkımı (167.10 kW) ve yakıtın en düşük birim ekserji maliyeti (116.80 $/GJ) elde edilmiştir. 1000 m irtifa, % 75 güç ayarı ve 13 HY oranında en yüksek ekserji verimi (% 19.98) ve çıkan ekserji akımı (170.05 kW) ve en düşük izafi maliyet farkı (% 62.29), ürünün özgül çevresel etkisi (8.26 mPts/MJ) ve izafi çevresel fark (% 61.54) elde edilmiştir. Yapılan ekserjoekonomik çevresel optimizasyon sonucunda ise yakıtın en yüksek ekserji verimi % 15.17 ile % 19.80, en düşük birim ekserji maliyeti 117.53 $/GJ ile 130.05 $/GJ arasında ve ürünün en düşük özgül çevresel etkisi 8.66 mPts/MJ ile 11.86 mPts/MJ arasında değiştiği görülmüştür. Tüm bu hesaplamalar ışığında, LTO safhasında yaklaşma ve taksi fazlarında bir iyileştirme yapılması gerektiği ve optimum düz uçuşun düşük irtifa, yüksek güç ayarı ve düşük HY oranında gerçekleştiği görülmüştür.Anahtar Kelimeler:Piston-prop uçak motoru, Ekserjoekonomik analiz, Ekserjoçevresel analiz, Optimizasyon