HAD (Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği) yöntemiyle gemi dizel motorlarında yanma analizi

Enerji kaynaklarının azalması, fosil kaynaklı yakıtların yanması sonucu açığa çıkan zararlı gazların sera etkisine neden olması, küresel ısınma, ulusal ve uluslararası düzenlemeler ve kullanım alanlarının genişliği dizel motorlarda zararlı gazların azaltılması ve performans arttırıcı çalışmaların yapılmasını zorunlu hale getirmiştir. Dizel motorlarda performansın arttırılması ve salım miktarlarının azaltılması en temel amaçtır. Bu konuda enerji elde etmek için ya çevresel zararı daha az olan alternatif yakıtlar kullanılmalı, ya da makine geometri ve yakıt sistemlerinde değişiklik yapılması gereklidir. Bu çalışma ile modellenen tek silindirli, dört zamanlı dizel motorunun farklı püskürtme zamanlaması ve aynı miktar yakıtın püskürtülme süresinin makine performansı ve egzoz gazı salımlarına etkisi hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) ile incelenmiştir. Sayısal veriler, üç farklı ağ yapısı ve üç farklı kimyasal kinetik mekanizması ile ayrı ayrı yapılarak kendi içinde doğrulanırken, literatürde var olan aynı motor için yapılmış deneysel çalışmalar ile de sonuçların geçerliliği doğrulanmıştır. Çalışma sonucunda modellenen dizel makinenin standart çalışma koşulları için yanma odası hız profilleri, yakıtın kütlesel değişimi, sıcaklık, basınç ve kimyasal ısı salım miktarları belirlenmiştir. Farklı püskürtme zamanlamaları ve farklı püskürtme süreleri için dokuz farklı parametrik çalışma yapılmıştır. Her bir parametrik çalışma için güç, ortalama gösterge basınç, motor torku gibi performans parametreleri ile karbondioksit, azot oksit, yanmamış hidrokarbon miktarları gibi kimyasal bileşenlerin miktarları belirlenmiştir. Çalışma, dizel makinelerin uygun çalışma koşullarının belirlenmesinde sayısal çalışmaların deneysel çalışmalara nazaran daha az zaman ve maliyetle efektif sonuçların da elde edilebileceğini göstermektedir.