2
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Egzoz atık ısı geri kazanımı için tasarlanmış üç katmanlı bir termoelektrik jeneratörün çıkış parametrelerine soğuk taraf eşanjöründe faz değişim malzemesi kullanımının etkisinin araştırılması
Bu tez çalışmasında, iki silindirli propan yakıtlı buji ateşlemeli bir motorda egzoz atık ısı geri dönüşümü için merkezi egzoz eşanjörünün her iki yüzeyine monte edilmiş soğuk taraf eşajöründen oluşacak şekilde tasarlanarak daha önceki çalışmada alimünyum malzemeden imal edilmiş üç katmanlı bir termoelektrik jeneretörün (TEJ), soğuk taraf eşanjönlerinde faz dönüşüm malzemesi (FDM) kullanımı deneysel olarak araştırılmıştır. Bu amaçla, merkezi egzoz eşanjörünün her iki yanına yerleştirilmiş motor soğutma suyu (MSS) eşanjörleri 53℃ ergime sıcaklığına ve 170 kJ/kg füzyon ısısına sahip FDM (parafin) ile doldurularak, MSS parafin içerisinden serpantin şeklindeki bakır borulardan geçirilmiştir. FDM'nin ısı transfer etkinliğini artırmak için içerisine ağırlıkça %10 oranında Al2O3 ve grafit nanopartikülleri ilave edilerek 3 gurup deneysel çalışma gerçekleştirilmiştir. Deneyler motorun normal çalışma (rejim) sıcaklığı ve tam gaz kelebeği açıklığı (%100 GKA) altında 2000–4000 d/d aralığındaki beş farklı motor devrinde gerçekleştirilmiştir. Deneysel bulgulara göre, motor devri yükseldikçe TEJ'in sıcak ve soğuk yüzeyleri arasındaki ΔT artmış ve buna bağlı olarak TEJ'in elektriksel çıkış performansı düzenli biçimde artmıştır. Saf parafin kullanılan sistemde toplam çıkış gücü 2000 d/d'da 40,06 W iken 4000 d/d'da 80,16 W'a ulaşmıştır. Aynı koşullarda %90 parafin+%10 Al2O3 karışımı 82,33 W, %90 parafin+%10 grafit karışımı ise 85,12 W toplam çıkış gücü üretmiştir. Geri kazanılan yakıt enerjisi oranı 4000 d/d'da saf parafin için %0,215, Al2O3 katkılı sistem için %0,221 ve grafit katkılı sistem için %0,229 olarak belirlenmiştir. TEJ verimi de aynı eğilimi izlemiş, sırasıyla %2,298, %2,364 ve %2,456 değerlerine ulaşmıştır. Elde edilen sonuçlar, nano katkılı faz değişim malzemelerinin TEJ performansını belirgin biçimde artırdığını, özellikle grafit katkısının hem ısıl hem elektriksel açıdan sistem kararlılığını en üst düzeye çıkardığını göstermektedir.
Karayolu taşıtlarında güvenli sürüş şartlarının tespiti için nihai sürüş simülatörünün geliştirilmesi
Bu çalışmada, karayolu taşıtlarında frenleme şartlarına etki eden sürücü reaksiyon süresi, sistemin gecikme süresi, frenleme süresi ve bu sürelere karşılık gelen mesafelerin tespit edilebilmesi için bir nihai sürüş simülatörü geliştirilmiştir. Geliştirilen sürüş simülatörü, gerçek bir A-segment otomobilin (FIAT-126-BIS) ön kaput, sürücü ve yolcu bölmesinden oluşan yarım kesit bir otomobil test platforma sahiptir. Otomatik vites bir aracın sürüş şartlarının simüle edildiği test platformu, elektronik gaz ve fren pedallarına, bir direksiyon standına, bir kontrol paneline, bir sürüş ekranına ve bir sürücü bilgilendirme ekranına sahiptir. Geliştirilen sürüş simülatörü algoritmasında, sürüş öncesi emniyet kemeri ve dikiz aynalarının (sağ ve sol) ön kontrol şartı mecburi tutulmakta ve sürücü reaksiyon süresinin tespiti için dışardan sürücü şartlandırması sağlayan kontrol butonu bulunmaktadır. Test esnasında, araç hızı, sürücü reaksiyon süresi, sürücü reaksiyon süresinde kat edilen mesafe, toplam frenleme süresi ve frenleme mesafesi sürücü bilgi ekranı üzerinden sürücüye aktarılmaktadır. Geliştirilen nihai sürüş simülatöründe, farklı yaş guruplarına sahip 21 adet kadın ve 49 adet erkek olmak üzere toplam 70 adet sürücü ile 90 ile 255 km/h hız aralığında sürüş testleri gerçekleştirilmiştir. Testler öncesi uygulan anket çalışmasında sürücüye ait genel ve sürüş şartlarına ilişkin bilgiler tespit edilerek bunların sürücü reaksiyon süresine etkileri tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, sürücülerin eğitim durumu ile sürücü reaksiyon süresinin kısıldığını, sürücülerin mesleğinin sürücü reaksiyon süresine etki ettiğini, sürücü yaşı ve sürüş yılı tecrübesi ile sürücü reaksiyon süresinin arttığını, sürücülerin günlük araç kullanım süresindeki artış ile reaksiyon süresinin kısaldığını, evli/çocuklu sürücülerin bekar sürücülere göre daha kısa sürücü reaksiyon süresine sahip olduğunu, yorgunluk durumunun sürücü reaksiyon süresine etki ettiğini ve dinlenmiş durumdaki sürücülerin reaksiyon sürelerinin daha kısa olduğunu, spor yapan sürücülerin daha kısa sürücü reaksiyon süresine sahip olduğunu, kronik rahatsızlığı bulunan ve gözlük kullanan sürücülerin daha yüksek sürücü reaksiyon süresine sahip olduğunu, sigara kullanan sürücülerin daha uzun sürücü reaksiyon süresine sahip olduklarını, sürüş esnasında emniyet kemeri kullanan sürücülerinin reaksiyon sürelerin daha kısa olduğu, ancak sürüş esnasında cep telefonu ve/veya CD çalar/TV benzeri iletişim/eğlence donanımlarını kullanan sürücülerin daha uzun sürücü reaksiyon süresine sahip olduklarını göstermiştir. Öte yandan, nihai sürüş simülatörü testlerine katılan 70 adet sürücünün tamamı dikkate alındığında ortalama sürücü reaksiyon süresi 1,143 sn ve sürücülerin reaksiyon sürelerinin standart sapma (σSRS) değerleri 0,498'dir. Ayrıca, araç hızı ile frenleme süresi ve frenleme mesafesinin lineere oldukça yakın bir eğri ile artış göstermiştir. Bu açıdan geliştirilen nihai sürüş simülatörünün araç hızı ile doğru sonuçlar verdiği tespit edilmiştir.