Araç termostatlarında tepki̇ süresi̇ni̇n iyi̇leşti̇ri̇lmesi̇


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Oğuz Aydın

Danışman: ÖMER KAYNAKLI

Özet:

Günümüzde yapılan yasal düzenlemeler ile izin verilen emisyon oranları yıldan yıla azalmaktadır. Bu nedenle içten yanmalı motorlardan çevreye salınan zararlı gazların toplam emisyonunun azaltılması çok önemlidir. Motorlar, tasarlanan sıcaklık aralığından farklı sıcaklıklarda çalıştığında, yüksek seviyeli emisyon değerlerinde zararlı gazları çevreye bırakır. Dolayısıyla soğutma sıvısı ve motor sıcaklığının dengelenmesi, verimli yanmayı ve zararlı gaz salınımının azaltılmasını sağlar. Bu nedenle motor ısısının dengelenmesinde zararlı gaz emisyon oranlarının azaltması için tasarım çalışmaları önemli bir konudur. Bu çalışmada termostatın hızla artan motor soğutma suyu sıcaklığına erken tepki verebilmesi için termal eleman mekanik yapısında tasarım değişikliği ile ısı transferinin artması ve içerisinde bulunan parafin vaksın ısıl iletim katsayısının artırılması hedeflenmiştir. Yapılan çalışmada farklı tasarımların CFD analizleri ile tepki süresi optimizasyonu yapılmış olup, sonuçların deneysel veriler ile doğrulaması yapılmıştır. Tasarım optimizasyonu için yapılan analizler ANSYS-CFX 12.1 yazılım platformu kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Analiz sonucuna göre ısı temas yüzeyi artırılan yeni mekanik tasarımın mevcut tasarıma göre daha kısa zamanda ısıyı parafin vaks merkezine ileterek termostatın erken tepki verdiği görülmüştür. Yapılan karışım çalışmasında parafin, sırasıyla ağırlıkça % 5, % 10, % 15, % 20 ve %25 dört farklı ağırlık yüzdesi nano-grafen partikülü ile sentezlenmiştir. Numunelerin ısıl iletkenliği, termal özellikler analizörü yardımıyla ölçülmüştür. Yapılan ölçüm sonucunda nano-grafen partiküllerinin baz parafinin ısıl iletkenliğini büyük ölçüde geliştirdiğini kanıtlamıştır. Yapılan bu yeni mekanik tasarım ve yeni karışımla birlikte montajlanarak prototip üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu prototip üretim ile test çalışmaları yapılmış olup sonuç olarak bu yeni tasarımın tepki süresi geleneksel termostata göre yaklaşık 4 kat arttığı sonucuna varılmıştır.