Giriş
Motor kalibrasyonu yapan bir mühendis olarak sık sık birtakım formüllere ihtiyacım oluyor. Bu yüzden içten yanmalı motorlarla ilgili birtakım formülleri buraya yazıp ihtiyacım olduğunda kullanmayı planlıyorum. Bunun yanında ihtiyacı olan kişiler de bunları kullanabilsin diye yazma ihtiyacı hissettim.
İçeriğinde şimdilik şu formüller var:
- Hacimsel (Volumetrik) Verim Formülü
- Motor Genel Güç Formülü
- Kompresör Verim Formülü
- Kompresör Güç Formülü
Hacimsel (Volumetrik) Verim Formülü
Hacimsel verim (volumetric efficiency) formülü:
ηv= Hacimsel verim
Va [m^3]= Silindir içine alınan gerçek havanın hacmi
Vd [m^3]= Silindire alınabilecek teorik hava
olarak ifade edilip bu ifade türetilirse:
ma [kg]= hava kütlesi
ρa[kg/m^3]= havanın yoğunluğu
m˙a [kg/s]= kütlesel hava debisi
Ne [rot/s]= motor devri
nr [-] = 1 tam çevrimde meydana gelen devir sayısı (4 stroklu motorlar için nr=2)
ρa [kg/m^3]= giren havanın yoğunluğu
pa [Pa]= giren havanın basıncı
Ra [J/kgK]= kuru hava için gaz sabiti (286.9 J/kgK)
Ta [K)= giren havanın sıcaklığı
şeklinde son ifadeye ulaşılabilir. [1]
Motor Genel Güç Formülü
4 zamanlı bir motorda motor gücü aşağıdaki formül ile ifade edilebilir:
P= motor gücü
ηv [-]= hacimsel verim
ρa [kg/m^3]= havanın yoğunluğu
Vsw [m^3]= silindir süpürme hacmi
Ncs [dev/dk]= motor devri
ηf [kJ]= yakıt verimi
Ef [kJ]= yakıt enerjisi
AFR [-]= yakıt/hava oranı
olarak ifade edilebilir. [2]
Kompresör Verim Formülü
Aşırı doldurmalı motorlarda kompresörün verimi şu genel formülle hesaplanabilir:
ηisen [-]= izantropik verim
h1 [J/kg]= Kompresör giriş havasının entalpisi (P1, T1 ve termodinamik tablolarla bulunabilir.)
h2 [J/kg]= Kompresör çıkış havasının entalpisi (P2, T2 ve termodinamik tablolarla bulunabilir.)
h2isen [J/kg]= Kompresör çıkış havasının izantropik entalpisi (P2 (veya T2), S2isen=S1 ve termodinamik tablolardan bulunabilir) [3]
Kompresör Güç Formülü
Aşırı doldurmalı motorlarda kompresör gücü şu formülle hesaplanabilir:
Yukarıdaki ifadeler aynı geçerli olmakla birlikte:
m˙a [kg/s]= kütlesel hava debisini ifade etmektedir. [3]
Yararlanılan Kaynaklar ve İleri Okuma:
- [1]: x-engineer.org, erişildi 27 Ağustos 2019, 13:30 (Bu konunun örnek çözümü ilgili kaynakta bulunmaktadır.)
- [2] Hani Mohtar, Increasing Surge Margin of Turbocharger Centrifugal Compressor Automotive Application, 5 Oct 2015. (kaynağa ulaşmak için tıklayınız.) (Turboşarjlarda surge ve genel olorak turboşarjla ilgili güzel bir kaynak.)
- [3] www.jmcampbell.com, erişildi 30 Ağustos 2019, 09:30 (Bu konuyla ilgili ileri okuma ve örnek çözüm için kaynak ziyaret edilebilir.)
Adem Oruz
30 Ağustos 2019