Turboşarjlı bir gemi dizel motoruna farklı pervane kanat açılarına bağlı olarak enerji ve ekserji analizinin uygulanması

Abstract

Termodinamiğin birinci kanunu bir sistemin enerjinin miktarının değişmeyeceğini ancak başka enerjilere dönüşebileceğinin vurgularken, ikinci kanun enerjiden ne kadar yararlı iş üretilebileceği hakkında bilgi vermektedir. Sunulan çalışmada bir gemiye ait dizel motorun enerji ve ekserji analizi yapılmıştır. Motor devir sayısı 550 dev/dak'da sabit tutulup, gemi pervane kanatlarının hatve açısı değiştirilerek altı farklı motor yükü elde edilmiştir. Bu motor yüklerinde motora ait su, yağ, hava, egzoz gazı gibi akışkanların basınç, sıcaklık ve debileri ölçülerek, bu değerlerle motora ait soğutma suyu, yağlama yağı, egzoz gazı gibi sistemlerde hangi oranlarda enerji harcandığı tespit edilmiştir. Motorda oluşan tersinmezlikler nedeniyle yok olan ekserji miktarı hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, egzoz gazlarına geçen yakıt ve hava enerjisi miktarı yaklaşık %(19-28)'dir. Egzoz gazları hariç yakıt ve hava enerjisinin yaklaşık %(38-58)'i soğutma suyu, yağlama yağı ve diğer kayıplarla atılan toplam ısı enerjisi için kullanılmaktadır. En yüksek motor verimi ise %70 motor yükünde sağlanmıştır. Motor yüklerine bağlı olarak değişmekle birlikte en fazla ekserji akımının %(20-27) değerleri ile egzoz gazlarına ait olduğu görülmüştür. Egzoz gazları hariç soğutma suyu, yağlama yağı ve diğer kayıplar için kullanılan toplam ekserji miktarları ise %(9-15) arasındadır. Ekserji veriminin en yüksek değeri %40 ile %70 motor yükünde hesaplanan sistemde, en fazla ekserji yok oluşu yaklaşık %39'luk değerle %30 motor yükünde tespit edilmiştir.