Soğutma sisteminde nanoakışkan kullanımının motor performansına ve emisyonlarına olan etkisinin araştırılması


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Enerji Bilimleri Ve Teknolojisi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2021

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ABDULKADİR İZGİ

Danışman: Tahsin Yüksel

Özet:

Araç motorlarındaki soğutma sisteminin görevi; soğukta donmasını, sıcakta hararet yapmasını önlemek dışında yanmaya, özgül yakıt tüketimine, egzoz emisyon değerlerine vb. parametrelere de etkidiği bilinmektedir.

Bu çalışmada, turbo dizel bir aracın soğutma sistemine %50 antifriz-%50 su karışımı ve bu baz karışıma 0.001 ve 0.002 oranlarında Al2O3, SiO2, TiO2 nanoakışkanları ilave edilerek aracın şasi dinamometresinde farklı motor devirlerindeki (2000, 2500, 3000, 3500, 4000 dev/dk) motor performans değerleri ölçülmüştür. Ayrıca aynı karışım değerleri için farklı devirlerde (1000, 2000, 3000, 4000 dev/dk) çalıştırılan motorun CO, CO2, HC, NO, O2 emisyon değerleri ve soğutma sistemindeki sıcaklık değerleri tespit edilmiştir. Deneylerin gerçek bir taşıt üzerinde bulunan motor kullanılarak gerçekleştirilmesi ve gerçek şartlar altında çalışan motorun soğutma sistemlerinde kullanılacak nanoakışkan karıştırılmış soğutucu akışkanların sisteme etkisi daha net gözlemlenebilmiştir. Baz akışkana eklenen aynı nanoakışkanların farklı oranlardaki kıyaslamaları arasında baz akışkana eklenen nanoakışkan miktarları arttıkça ısı iletiminin arttığı da görülmüştür. 3000 dev/dk‘dan sonra karışım içerisindeki sıvının buharlaşmasıyla nanoparçacık yoğunluğu artmış ve ısıl iletimin düştüğü gözlemlenmiştir.

Gerçek şartlarda yapılan emisyon ölçümünde, emisyon değerlerini etkileyebilecek parametrelerin fazla olmasına rağmen sonuçların çoğunda baz akışkana eklenen nanoakışkanlar, emisyon değerlerinde önemli bir etki göstermemiştir.

Performans ölçümün süreci sonunda, baz akışkana eklenen nanoakışkanın motor soğutma sisteminde kullanımı genelde performans değerine bir katkı sağlamamıştır. Baz akışkanla kıyaslanan baz akışkana eklenmiş nanoakışkanlı soğutucuların arasındaki fark küçük değerlerde kalmıştır.

Deneyler sonrası boşaltılan soğutucu akışkan karışımlarından eşit miktarlarda numuneler alınarak nanoakışkanın baz akışkanda çökelme durumları günlük olarak gözlemlenmiştir. Çökelme deneyinde kullanılan nanoakışkanlardan durgun haldeki baz akışkanıyla en iyi homojenize olan ve uzun sürede çökelen nanoakışkan SiO2, en kısa sürede çökelen nanoakışkan ise Al2O3 olarak gözlemlenmiştir.