TERMİK MOTORLARIN TEORİK ÖZELLİKLERİ

... konulu sunumlar: "TERMİK MOTORLARIN TEORİK ÖZELLİKLERİ"— Sunum transkripti:

1 TERMİK MOTORLARIN TEORİK ÖZELLİKLERİ
Termodinamik yasalar İçten yanmalı motorlarda çalışma prensiplerinin anlaşılabilmesi için, Hacim Basınç Sıcaklık arasındaki ilişkilerin bilinmesinde yarar vardır. Termodinamik, enerji dönüşümü ve bu dönüşümde rol oynayan faktörleri ve arasındaki ilişkileri inceler.

2 Termodinamiğin birinci yasası (enerjinin korunumu):
Enerjinin tüm çeşitleri birbirine dönüşebilir. Dönüşümde sistem kapalı ve yalıtkan ise sistemin enerjisi daima sabittir. Isı enerjisi mekanik enerjiye dönüştüğünde, ısı enerjisine eşdeğer iş yapılmış olur. Termodinamiğin ikinci yasası: Isı enerjisi sıcak bir ortamdan soğuk bir ortama kendiliğiden geçtiği halde, Soğuk bir ortamdan sıcak bir ortama geçmesi için dışsal bir enerji gereklidir.

3 Boyle Yasası: Charles Yasası: P1 = Gazın ilk basıncı (N/m2)
sabit sıcaklıkta P1.V1 = P2.V2 = Sabit (c) P1 = Gazın ilk basıncı (N/m2) P2 = Gazın değişimden sonraki basıncı (N/m2) V1 = Gazın ilk hacmi (m3) V2 = Gazın değişimden sonraki hacmi (m3) Charles Yasası: Sabit basınçta V1.T2 = V2.T1 Sabit hacimde P1.T2 = P2.T1 V1.T1.P1 = Gazın ilk anda hacim, mutlak sıcaklık ve basıncı (m3, K, N/m2) V2.T2.P2 = Gazın değişimden sonraki hacim, mutlak sıcaklık ve basıncı (m3, K, N/m2)

4 Boyle ve Charles Yasalarının Birleştirilmesi:
Boyle yasasına göre sıcaklık sabit, Charles yasasına göre hacim veya basınç sabit tutularak gazların özellikleri tanımlanabilir. Bu özelliklerin birlikte değişimleri ise, iki yasanın birleştirilmesi ile açıklanabilir. P1.V1 /T1= P2.V2 /T2 PV/T=R PV = RT Eşitlikte R katsayıdır.

5 Isı ve Enerji: Isı, yapılan işe karşılık üretilen bir enerji türüdür (İki cimin birbirine sürtülmesi). Birimi kalori dir. 1 kalori, 1 gram suyun sıcaklığının 1 °C artırılması için suya verilmesi gereken ısı enerjisi miktarıdır. Sıcaklık ise, Bir cismin moleküllerinin kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür.

6 Sıkıştırma Oranı ve Basınç:
Bir motorun sıkıştırma oranı, toplam silindir hacminin yanma odası hacmine oranıdır. Oran büyüdükçe sıkıştırma basıncı da artar.

7 Sıkıştırma oranı 7:1 9:1 Sıkıştırma basıncı (bar) 10 16 Sıkıştırma sıcaklığı (oC) 400 500

8 Toplam silindir hacmi, VAT:
Strok hacmi, VH: VH = ( . D2 /4 ) H VH = bir silindirin strok hacmi (l) D= silindir çapı (m) H= Strok (m) Toplam silindir hacmi, VAT: VAT = Va. Z Va = Silindir hacmi

9 Sıkıştırma oranı : ε = (VC+ VA ) / VC (Formül )

10 Örnek; Piston çapı 100 mm., strok 80 mm., silindir sayısı 4, yanma odası hacmi 70 cm3 olan bir içten yanmalı motor için; Strok hacmi, VH: VH = ( . D2 /4 ) H VH = (3, /4)8 VH = 628 cm3

11 Silindir hacmi, VA: VA = VH + Vc VA = VA = 698 cm3 Toplam silindir hacmi, VAT: VAT = Va. Z VAT = VAT = 2792 cm3 Sıkıştırma oranı : ε = (VC+ VA ) / VC ε =(70+698)70 ε = 10,97 olarak hesaplanır.

12 Motor Çevrimleri ve Verimleri
Otto Çevrimi (4 zamanlı)

13

14

15 Diesel çevrimi (4 zamanlı)

16

17 Teorik çevrimlerin kıyaslanması:
Uygulamada böyle değildir, çünkü; Özellik Otto Diesel Sıkıştırma oranı 6/1…..12/1 14/1…..22/1 Sıkıştırma basıncı (MN/n2) 1 – 1.5 3 – 4.5 Sıkıştırma sıcaklığı (°C)

18 İki zaman çevrimleri Otto

19 Diesel

20 Krank yarıçapı (r) Pistonun doğrusal gidip gelme hareketi, krank miline dönme hareketi şeklinde iletilir. Krank mili dönerken, krank milinin piston kolu muylusunun orta noktası, bir daire üzerinde hareket eder. Bu dairenin yarıçapına krank yarıçapı ismi verilir ve strok boyunun yarısına eşittir

21 Krank mili konum açısı (α)Pistonun alt ve üst ölünoktalar arasındaki konumu, konum açısı ile belirlenir. Konum açısı, krank milinin veya buna bağlı olan volanın dönme açısını ifade eder.

22 Krank mili konum açısı Örnek olarak üst ölü noktaya 15° kala denildiğinde, pistonun üst ölü noktaya gelebilmesi için volanın ve ya krank milinin hareket yönünde 15°daha hareket etmesi gerektiği, piston üst ölü noktaya 10° geçe denildiği zaman ise piston üst ölü noktaya ulaştıktan sonra, krank milinin veya volanın 10o daha hareket etmesi gerektiği anlaşılır. Piston Ü.Ö.N.’da iken krank mili konum açısı ve piston hızı 0, A.Ö.N.’da iken ise krank mili konum açısı 180° ve piston hızı ‘0’ dır