Teknik Bilgi 3:Süpap Bindirmesi sırasında meydana gelecek kütle taşınımının analizi

Süpap bindirmesi,motorlardan egzoz prosesi esnasında mümkün olduğunca çok ark gazını dışarı atmak amacı ile volümetrik verim ifadesini arttıp indike verim ifadesini yukarı çekerek motordan mümkün olabilecek,termik verime en yakın verimi elde etmek amacı ile emme süpapı ile egzoz süpaplarının aynı anda açılması,bu esnasa emme manifoldunda buharlaşan yakıt hava karışımının sahip olduğu basınç ve ataletten ötürü,silindir içerisine girerlerken daha az atalet ve basınca sahip egzoz gazlarınını egzoz süpapına süpürülmesi olayının oluşturulması işlemidir.Bu işlemin incelenmesinde ilgili matematiksel modellemeler oluşturulmuş,bu modellemelere giderken belli başlı ihmaller yapılmıştır.Bu ihmaller şöyle sıralanabilir

1.Konveksiyon Isı transfer Katsayıları yok kabul edilmiştir.

2.Motor blok malzemesi ile süpap boruları malzemeleri aynıdır.

3.Sürtünmeler ihmal edilmiştir

4.Akış Laminerdir.

5.Em.S. ve Eg.S AÖN da aynı anda açılmıştır.

6.İş boyunca piston kuvveti sabittir.

Grafik sonuçları yapılan kabullerden ötürü büyük oranda lineer çıkmıştır.Gerçek proses sürtünme ve türbülans akıştan ve konveksiyon ısı transfer katsayısının sürekli meydana gelen değişiminden ötürü daha farklıdır.Aynı zamanda EmS ve EgS açılmaktadır.Bu durum da debinin dengeli artmasına sebep olduğunu düşünülebilir.Aynı zamanda F kuvvetinin sürekliliği durumu daha da pekiştirmektedir.Aynı zamanda zamanla momentumun artması ile süpürülme de artacağından zamanla kütlesel debide artış yaşanmıştır.Bir noktadan sonra (0.9*10^-3 s) de meydana gelen hafif bel yapma,egzoz gazlarının cidarı tamamen terk etmelerinden ileri gelir.Bu aralıkta artık yeni giren gazlar sistemi terk etmeye başlamışlardır.Bunun başlangıcı ile birlikte kütlesel debi yavaşça eşitlenmeye gidecektir.Burada şunu kanıtlarız ki en ideal halde dahi silindir içerisinde belli bir miktar gaz kalmaktadır.

İşlemler sonucu oluşan gazların verdikleri grafikler aşağıdaki verilerle gösterilebilir.

Kullanılan değerler:

roy=0.00079;     %kg/m^3

roeg=1.5;            %kg/m^3

cp=1.5;                 %kJ/kgK

t(1)=293;             %K

t(2)=333;             %K

t(3)=353;             %K

t(4)=333;             %K

s(4)=5;                 %kJ/kgK

s(3)=4.7;              %kJ/kgK

s(2)=4.5;              %kJ/kgK

s(1)=3.5;              %kJ/kgK

F=4138;                %N

r(1)=20;               %kg/m^4s

r(2)=15;               %kg/m^4s

R(1)=8.314/28;  %kJ/kgK             

R(2)=R(1);           %kJ/kgK

V=(1.4/4)/1000;               %m^3

A=V/0.080;         %m^2

Mideal=0.00000178066;               %kg

K(1)=0.0000012;                              %kg/m

K(2)=0.000000012;          %kg/m

Sonuçlar aşağıdaki gibidir

İlgili sonuçlar bilimsel niteliği olayın yalnızca proses yolu anlamında geçerlidir.İlgili değerlerden entropi değeri,sıcaklıklar,egzoz gazının yoğunluğu,Emme süpapı ile egzoz süpapının direnç katsayıları keyfi değerlerdir.Gerçekle bağdaştırılmamalıdırlar.