Emme susturucu geometrisinin valf hareketleri ve basınç salınımları üzerindeki etkisinin incelenmesi

Abstract

Tez kapsamında; pistonlu kompresörlerde emme hattı üzerinde yer alan susturucu geometrisinin verim parametrelerine, basınç salınımlarına ve valf hareketlerine olan etkisinin ortaya konulması amaçlanmıştır. Bu bağlamda, soğutkanın silindir hacmine girmeden önce geçtiği son kısım olan plenum borusunun çapı ve uzunluğu parametre olarak belirlenmiştir. Tezin ilk kısmında literatürde bulunan çalışmalar incelenmiştir. Literatür araştırması üç ana başlık altında incelenmiştir. İlk olarak susturucu geometrisinin performans parametrelerine etkisine yönelik çalışmalar irdelenmiştir. Ancak literatürde R600a soğutkanı ile buzdolabı kompresörleri gibi küçük boyutlu kompresörlerde gerçekleştirilen konuyu tüm yönleriyle ele alan kapsayıcı bir çalışmaya rastlanılamamıştır. Diğer iki başlıkta ise deneysel ve sayısal modelleme çalışmalarına ilişkin literatürde bulunan teknikler incelenmiştir. Tezin ikinci kısmında farklı geometrilere sahip susturucuların detaylı deneysel ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Deneysel ölçümler kapsamında, silindir içerisine yerleştirilen basınç transdüseri ve krank üzerine yerleştirilen enkoder ile pV-indikatör diyagramları çıkarılmıştır. Böylelikle sıkıştırma işi hesaplanabilmiştir. Ayrıca emme plenumuna da basınç transdüseri yerleştirilerek basınç salınımları kayıt altına alınmıştır. Son olarak ise hem silindir hem de emme plenum basıncına bağlı olarak salınımlarını gerçekleştiren emme valfinin hareketlerini ölçmek için gerinim ölçer valfin bel bölgesine yerleştirilmiştir. Tüm deneysel çalışmalar kompresörün kontrollü şartlar altında çalışmasını sağlayan kalorimetre test düzeneği içerisinde gerçekleştirilmiş olup soğutma kapasitesi, güç tüketimi verileri ölçülmüştür. Elde edilen deney sonuçlarına ilişkin değerlendirmeler ve çıkarımlar paylaşılmıştır. Üçüncü bölümde ise sayısal modelleme çalışmalarına ağırlıklı olarak yer verilmiştir. Tez kapsamında kurulan sayısal modelde emme susturucusu ve egzoz hatlarında bir boyutlu akış kabulüyle modelleme gerçekleştirilmiştir. Akış patikası genel olarak hacim ve boru yaklaşımlarıyla modellenmiştir. Silindir hacmi ve susturucu hacimlerinde yığın (lumped) yaklaşımı kullanılmıştır. Emme ve egzoz valfleri için ise yay-kütle-sönümleyici yaklaşımı tercih edilmiştir. Deneysel çalışmalardan elde edilen katı yüzey sıcaklıkları sayısal modele girdi olarak verilmiş, katı yüzeyle ısı transferi hesaplamaları gerçekleştirilmiştir. Sayısal modelden elde edilen sonuçlar deneysel verilerle doğrulanmış ve sayısal modelin yetkinliği gösterilmiştir. Modelin doğrulanmasının ardından, deneysel çalışmada kullanılmış olan test noktaları genişletilerek daha detaylı incelemeler için sayısal sonuçlar elde edilmiştir. Bu sonuçlar ışığında yorumlamalar genişletilerek emme susturucu geometrisinin verim parametreleri üzerindeki etkileri detaylı bir şekilde irdelenmiştir.