Yeni nesil kompozit dış gövdeli bir Wankel motorunun ısıl ve mekanik performans analizi

Bu çalışmada mevcut olan bir Wankel motorunun 3 boyutlu modellemesi yapılarak bu model üzerinde ısıl ve mekanik performans analizleri yapılmıştır. Mevcut motorun soğutma sistemlerinin devre dışı bırakılması durumunda motor gövdesi üzerinde meydana gelen sıcaklık artışı ve genleşme miktarı incelenmiştir. Krank milinin 6000 devir/dk hızında döndüğü kabul edilmiştir ve yanmanın stokyometrik olarak gerçekleştiği kabulü yapılmıştır. Krank mili açısına bağlı olarak hacim ve yüzey alanındaki geçici değişiklikler SOLIDWORKS yazılımı kullanılarak hesaplanmıştır. Daha sonra motor, tek boyutlu bir motor tasarım ve simülasyon aracı olan GT-SUITE yazılımı kullanılarak modellenmiştir. Tek boyutlu analizler için öncelikle geometrik ve dinamik benzerlik kriterlerine uygun olarak mevcut Wankel motor ve 4 zamanlı motorlara benzetilmiştir. Elde edilen sonuçlar, bu konu ile ilgili literatürdeki çalışmalarla uyumludur. Daha sonra ısıl ve mekanik performans sonuçlarını detaylı olarak incelemek için 3 boyutlu analizler yapılmıştır. Bu aşamada Ansys programı kullanılmıştır ve model analize uygun hale getirilmiştir. Analizde başlangıç verileri olarak GT-SUITE programnımdan elde edilen ısı akışı, ısı iletkenlik katsayısı ve sıcaklık değişkenleri Ansys programına zamana bağlı olacak şekilde tanımlanmıştır. motorun çalışma süresi 2700 saniye olarak belirlenmiştir ve krank mili dönüş hızı 6000 devir/dk olacak şekilde sabit tutulmuştur. Analiz sonuçlarında alüminyum gövde modeli üzerinde 98,34 °C sıcaklık farkı ve segmanların temas ettiği gövde iç yüzeyinde 0,609mm değerinde genleşme olduğu görülmüştür. Elde edilen bu veriler literatür araştırmalarımızda elde etiğimiz verilere yakın ve mantıklı sonuçlardır. Bu çalışma sayesinde Wankel motorları için tasarım aşamasında soğutma modelleri geliştirilebileceği ve analizlerinin yapılabileceği öngörülmektedir.