İÇTEN YANMALI MOTORLARDA KULLANILAN RADYATÖRLERİN TASARIMI İÇİN BİR MATEMATİK MODEL GELİŞTİRİLMESİ VE UYGULAMASI
Öz
Bu çalışmada, içten yanmalı motorlar için yassı su boruları ve düzlem kanatçıklardan oluşan bir radyatörün matematik modeli ve tasarım yöntemi geliştirilmiştir. Geliştirilen matematik modelde radyatörün kanatçıklı borulardan oluştuğu kabul edilmekte ve tasarım işinin özünü kanatçıklı boruların uzunluğunun ve sayısının belirlenmesi oluşturmaktadır. Geliştirilen matematik model ve tasarım yöntemi kullanılarak 100 kW ısı transferi kapasitesi olan bir radyatörün fiziki boyutları araştırılmıştır. Düzlem kanatçıkların arasındaki en uygun mesafenin 0.85-1.05 mm aralığında ve hava akış hızının 5-10 m/s aralığında olabileceği belirlenmiştir. Bu durumda, kanatçıkların arasındaki hava akışı laminer rejimde gerçekleşmekte olup, kanatçıkların yüzeyindeki ısı taşınım katsayısı 100 W/m2K civarında olmaktadır. Kanatçıkların yapımında 0.25 mm kalınlığında alüminyum levha kullanıldığında, kanatçıkların ısıl verimi %90 ın üzerine çıkmaktadır. Motor soğutma suyunun radyatöre giriş ve radyatörden çıkış sıcaklıkları arasındaki fark 15 °C kabul edildiğinde radyatörün en uygun hacmi 25 litre olarak belirlenirken, sıcaklık farkı 10 °C yapıldığında 22.5 litre olarak belirlenmektedir. Tasarım ölçülerine göre hava fanı gücünün 1000-2000 W aralığında olabileceği belirlenmiştir. Ayrıca, su devirdaim pompası gücünün 10 W ın altında kaldığı tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimeler
Hava fanı optimizasyonu , Kanatçık verimi , Matematik model , Radyatör tasarımı
Kaynakça
- Altınışık, K. 2003. Uygulamalarla Isı Transferi, Nobel Yayın Dağıtım, İstanbul. Erişim adresi: https://www.nobelyayin.com/
- Amrutkar P.S., and Patil S. R., 2013, Automotive radiator performance–Review, International Journal of Engineering and Advanced Technology, 2(3): 563-565. Erişim adresi: https://www.ijeat.org/
- Arora N., and Gupta M., 2020, An updated review on application of nanofluids in flat tubes radiators for improving cooling performance, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 134, 110242. Doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110242
- Belhadj A., Bouchenafa R., and Saim R., 2018, A numerical study of forced convective flow in microchannels heat sinks with periodic expansion-constriction cross section, Journal of Thermal Engineering, 4(3): 1912-1925. Erişim adresi: https://eds.yildiz.edu.tr/journal-of-thermal-engineering/
- El-Genk M. S., and Pourghasemi M., 2019, Nusselt number and development length correlations for laminar flows of water and air in microchannels, International Journal of Heat and Mass Transfer, 133, 277-294. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.12.077
- Gamrat G., Favre-Marinet M., and Asendrych D., 2005, Conduction and entrance effects on laminar liquid flow and heat transfer in rectangular microchannels, International Journal of Heat and Mass Transfer, 48(14): 2943-2954. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2004.10.006
- Incropera F. P., DeWitt D. P., Bergman T. L., and Lavine A. S., 1996, Fundamentals of heat and mass transfer (Sixth Ed.), Wiley, New York. Erişim adresi: https://www.wiley.com/en-gb
- Ipci D., Karabulut H., ve Cinar C., 2016, Radyatör hava kanallarında tam gelişmiş akış ve ısı transferinin incelenmesi, Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 36(2): 119-133. Erişim adresi: https://dergipark.org.tr/tr/pub/isibted
- Ipci, D., 2018, Taşıt radyatörlerinde bulunan dar kanallarda akış ve ısı transferinin incelenmesi, Doktora Tezi. Gazi Üniversitesi, Ankara, Türkiye. Erişim adresi: https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/
- Jadidi A., 2013, Karbon çelik malzemelerin fırında sert lehimlemesine etki eden parametrelerin deneysel olarak optimizasyonu, Doktora Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir, Türkiye. Erişim adresi: https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/