Termal bariyer kaplanmış motorun yapay sinir ağları ile matematiksel modellenmesi

Bu tez çalışmasında içten yanmalı motorlara Termal Bariyer Kaplama (TBK) uygulanmıştır. TBK uygulaması ile motorların yakıt tüketiminin azaltılması, emisyonlarının iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Yapay sinir ağı (YSA) kullanılarak motorların matematiksel modelleri oluşturulmuştur. YSA ile deney tekrarlarının azaltılması ve deney maliyetinin düşürülmesi amaçlanmıştır. Dizel, benzinli ve LPG'li olmak üzere üç farklı motor üzerinde çalışılmıştır. Dizel motorun piston, egzoz ve emme supapları Yüksek Hızda Oksi Yakıt Püskürtme (HVOF) yöntemi kullanılarak Tungsten Karbür (WC) ile benzinli motorun piston, egzoz ve emme supapları ise Plazma Sprey yöntemi kullanılarak Krom Karbür (Cr3C2) ile 300 mm kalınlığındaki seramik malzeme ile kaplanmıştır. Kaplama öncesinde ve sonrasında dizel motorun NOx, CO, CO2, HC, duman yoğunluğu emisyon değerleri, egzoz gaz sıcaklığı (EGS) ve özgül yakıt tüketimi (ÖYT) değerleri ölçülmüştür. Benzinli motorun NOx, CO, CO2, HC emisyonları, EGS ve ÖYT değerleri ölçülmüştür. LPG'li motorun ise NOx, CO, CO2, HC emisyonları ve EGS değerleri ölçülmüştür. Bu değerler grafikler yardımıyla yüzdesel olarak karşılaştırılmıştır. Kaplanmış ve kaplanmamış (standart) motorun YSA ile matematiksel modellemesi yapılmıştır. Deneylerden elde edilen sonuçlar YSA'ya giriş olarak uygulanarak motorların bütün hızlardaki değerleri tahmin ettirilmiştir. YSA'dan alınan sonuçlar ile gerçek deney sonuçları karşılaştırılmış ve sonuçların örtüştüğü görülmüştür. Normal motorlar (NM) ile kaplanmış motorlar (KM)'ın sonuçlarını görsel olarak karşılaştırmak, maliyet ve zaman kaybını azaltmak amacıyla YSA'dan alınan tahmini değerler kullanılarak MATLAB GUI'de ara yüz programı hazırlanmıştır. TBK ile dizel motor egzoz emisyonlarından HC, CO, duman yoğunluğu emisyonu ve ÖYT değerlerinde düşüş, CO2, NOx ve EGS değerinde ise artış olmuştur. Benzinli motor egzoz emisyonlarından HC, CO, ÖYT değerlerinde azalma, CO2, NOx ve EGS değerlerinde ise artış olmuştur. LPG'li motor egzoz emisyonlarından HC ve CO değerlerinde düşüş, CO2, NOx ve EGS değerinde ise artış olmuştur. Elde edilen sonuçlar TBK ile motorlarda egzoz emisyon, ÖYT ve EGS değerlerinde dikkate alınacak bir iyileşme olduğunu göstermiştir. Ayrıca YSA ile matematiksel modelleme yapılarak elde edilen sonuçların deney tekrarlarını azalttığı saptanmıştır. Böylelikle zamandan, yakıt sarfiyatından ve iş gücü kaybından tasarruf edileceği anlaşılmıştır. Anahtar Kelimeler: Termal Bariyer Kaplama, Yapay Sinir Ağı, Benzinli Motor Dizel Motor, LPG'li Motor, Matematiksel Modelleme