Deniz araçlarında kullanılan içten yanmalı dizel motorun sıvı soğutmalı egzoz manifoldu soğutma sisteminin iyileştirilmesi

Abstract

Günümüzde elektrikli motorların kullanımı artarak devam etmektedir. Binek araçlarda dizel motorlara yönelimde azalmalar görülse de, ağır hizmet ve marin sektöründeki yüksek güç isterlerinden dolayı dizel motorlar hala önemini korumaktadır. Marin motorların soğutma sistemleri, kullanım yeri ve loyd standartlarına uygun tasarlanmaktadır. Marin motorun çalıştığı alan incelendiğinde, içerisinden sıcak egzoz gazı geçen manifoldun hem temas edilmesi muhtemel kısımları hem ortamın sıcaklığını arttıracak kısımları yalıtılmalıdır. Marin motorların bazı uygulamalarında egzoz manifoldu soğutma sıvısıyla (su+glikol) soğutulmaktadır. Bu uygulamada da egzoz manifoldunun motor soğutma sıvısıyla soğutulduğu durum göz önüne alınmıştır. Bu çalışmada dizel marin motorun sıvı soğutmalı egzoz manifoldunu optimum soğutabilmek için manifoldu besleyen su hattı belirlenip manifoldun akış ve ısıl analizi yapılmıştır. Yapılan çalışmalar neticesinde manifold soğutma hattı, motoru soğutan su miktarı azaltılmadan yapılmıştır. Manifoldun su ve gaz hattının basınç düşümleri hesaplanmıştır. Manifoldun eşlenik ısıl analizi yapıldığında hesaplanan sıvı ve belirlenen gaz debisinde gazdan soğutma sıvısına yaklaşık 57 kW ısı transferi yaptığı gözlenmiştir.

Today, the use of electric motors continues to increase. Although there is a decrease in the preference for diesel engines in passenger vehicles, diesel engines still maintain their importance due to the high power requirements in the heavy duty and marine sectors. Cooling systems of marine engines are designed in accordance with the place of use and Lloyd standards. When the area where the marine engine operates is examined, both the parts of the manifold through which hot exhaust gas passes that are likely to come into contact and the parts that will increase the temperature of the environment should be insulated. In some applications of marine engines, the exhaust manifold is cooled with coolant (water + glycol). In this application, the situation in which the exhaust manifold is cooled by engine coolant is taken into account. In this study, in order to optimally cool the liquid-cooled exhaust manifold of a diesel marine engine, the water line feeding the manifold was determined and the flow and thermal analysis of the manifold was performed. As a result of the studies carried out, the manifold cooling line was constructed without reducing the amount of water cooling the engine Pressure drops of the water and gas lines of the manifold were calculated. When the conjugate thermal analysis of the manifold was performed, it was observed that approximately 57 kW heat transfer was made from the gas to the cooling liquid at the calculated liquid and determined gas flow rate.