Tersane Dergisi 45. Sayı (Temmuz-Ağustos 2016)

26 tersane • temmuz 2016 makale (7) Burada R h hava için gaz sabitini, R e egzost gazı için gaz sabitini, T hm hava manifoldu sıcaklığını, T em egzost manifoldu sıcaklığını, V hm hava manifoldu hacmini, V em egzost manifoldu hacmini, W k kompresörden geçen havanın akış miktarını, W egr EGR sisteminden geçen gazın akış miktarını, W sg silindirlere giren gazın akış miktarını, W çs silindirlerden çıkan gazın akış miktarını ve W t türbinden geçen gazın akış miktarını belirtmek- tedir. Manifold oksijen konsantrasyonlarındaki değişim- ler ise yine kütlenin korunumu ve ideal gaz kanunları kullanılarak aşağıda verilen diferansiyel denklemler ile ifade edilmiştir: (8) (9) Bu denklemlerde X Ohm hava manifoldundaki oksijen oranını, X Oem egzost manifoldundaki oksijen konsant- rasyonunu, X Ok kompresörden geçen havanın oksijen konsantrasyonunu ve X Oçs silindirlerden çıkan egzost gazının oksijen konsantrasyonunu ifade etmektedir [3,4]. 2.3 Silindirler Silindirlere giren havanın akışı volumetrik verim tanımı kullanılarak aşağıdaki şekilde elde edilmektedir: (10) Yukarıdaki bağıntıda η v volumetrik verimi ifade etmektedir ve aşağıdaki şekilde bir ampirik polinom kullanılarak hesaplanmaktadır: (11) c v1 , c v2 ve c v3 sabit katsayılardır. Yakıtın kütle debisi aşağıdaki şekilde verilmektedir: (12) Silindirlerdeki oksijen-yakıt oranı ise aşağıdaki bağıntı kullanılarak hesaplanır: (13) (O/F) s stokiyometrik durumda oksijen-yakıt oranıdır. Silindirlerden çıkan egzost gazının sıcaklığı ideal gaz Seiliger çevrimi hesaplamaları kullanılarak elde edilmektedir [3,4,6]. 2.4 Turboşarjer Turboşarjer dönme dinamiği Newton’un ikinci kanunu kullanılarak aşağıda verilen diferansiyel denklem ile ifade edilir: (14) Burada N t turboşarjer devrini, P t türbin gücünü, η m türboşarjerin mekanik verimini, P k kompresör gücünü ve J t turboşarjerin eylemsizlik momentini ifade etmek- tedir. Türbin ve kompresör güçleri aşağıdaki bağıntılar kullanılarak hesaplanmaktadır: (15) (16) Burada η tm kanat verimini, c pe sabit basınçta egzost gazının özgül ısısını, Π t türbin çıkışındaki basıncın egzost manifoldu basıncına oranını, γ e egzost gazı için özgül ısıların oranını, η k kompresör verimini, c ph sabit basınçta havanın özgül ısısını, T ortam ortam sıcaklığını, Π k hava manifoldu basıncının ortam basıncına oranını, γ h ise hava için özgül ısıların oranını ifade etmektedir [3,4].