Egzoz atık ısı geri kazanımı için tasarlanmış üç katmanlı bir termoelektrik jeneratörün çıkış parametrelerine soğuk taraf eşanjöründe faz değişim malzemesi kullanımının etkisinin araştırılması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Süleyman Demirel Üniversitesi, Mühendislik Ve Doğa Fakültesi, Otomotiv Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Recep Burak TURAL
Danışman: Habib Gürbüz
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez çalışmasında, iki silindirli propan yakıtlı buji ateşlemeli bir motorda egzoz atık ısı geri dönüşümü için merkezi egzoz eşanjörünün her iki yüzeyine monte edilmiş soğuk taraf eşajöründen oluşacak şekilde tasarlanarak daha önceki çalışmada alimünyum malzemeden imal edilmiş üç katmanlı bir termoelektrik jeneretörün (TEJ), soğuk taraf eşanjönlerinde faz dönüşüm malzemesi (FDM) kullanımı deneysel olarak araştırılmıştır. Bu amaçla, merkezi egzoz eşanjörünün her iki yanına yerleştirilmiş motor soğutma suyu (MSS) eşanjörleri 53℃ ergime sıcaklığına ve 170 kJ/kg füzyon ısısına sahip FDM (parafin) ile doldurularak, MSS parafin içerisinden serpantin şeklindeki bakır borulardan geçirilmiştir. FDM'nin ısı transfer etkinliğini artırmak için içerisine ağırlıkça %10 oranında Al2O3 ve grafit nanopartikülleri ilave edilerek 3 gurup deneysel çalışma gerçekleştirilmiştir. Deneyler motorun normal çalışma (rejim) sıcaklığı ve tam gaz kelebeği açıklığı (%100 GKA) altında 2000–4000 d/d aralığındaki beş farklı motor devrinde gerçekleştirilmiştir. Deneysel bulgulara göre, motor devri yükseldikçe TEJ'in sıcak ve soğuk yüzeyleri arasındaki ΔT artmış ve buna bağlı olarak TEJ'in elektriksel çıkış performansı düzenli biçimde artmıştır. Saf parafin kullanılan sistemde toplam çıkış gücü 2000 d/d'da 40,06 W iken 4000 d/d'da 80,16 W'a ulaşmıştır. Aynı koşullarda %90 parafin+%10 Al2O3 karışımı 82,33 W, %90 parafin+%10 grafit karışımı ise 85,12 W toplam çıkış gücü üretmiştir. Geri kazanılan yakıt enerjisi oranı 4000 d/d'da saf parafin için %0,215, Al2O3 katkılı sistem için %0,221 ve grafit katkılı sistem için %0,229 olarak belirlenmiştir. TEJ verimi de aynı eğilimi izlemiş, sırasıyla %2,298, %2,364 ve %2,456 değerlerine ulaşmıştır. Elde edilen sonuçlar, nano katkılı faz değişim malzemelerinin TEJ performansını belirgin biçimde artırdığını, özellikle grafit katkısının hem ısıl hem elektriksel açıdan sistem kararlılığını en üst düzeye çıkardığını göstermektedir.