THE DEVELOPMENT OF A MATHEMATICAL MODEL FOR THE DESIGN OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE RADIATORS AND IMPLEMENTATION

Abstract

Bu çalışmada, içten yanmalı motorlar için yassı su boruları ve düzlem kanatçıklardan oluşan bir radyatörün matematik modeli ve tasarım yöntemi geliştirilmiştir. Geliştirilen matematik modelde radyatörün kanatçıklı borulardan oluştuğu kabul edilmekte ve tasarım işinin özünü kanatçıklı boruların uzunluğunun ve sayısının belirlenmesi oluşturmaktadır. Geliştirilen matematik model ve tasarım yöntemi kullanılarak 100 kW ısı transferi kapasitesi olan bir radyatörün fiziki boyutları araştırılmıştır. Düzlem kanatçıkların arasındaki en uygun mesafenin 0.85-1.05 mm aralığında ve hava akış hızının 5-10 m/s aralığında olabileceği belirlenmiştir. Bu durumda, kanatçıkların arasındaki hava akışı laminer rejimde gerçekleşmekte olup, kanatçıkların yüzeyindeki ısı taşınım katsayısı 100 W/m2K civarında olmaktadır. Kanatçıkların yapımında 0.25 mm kalınlığında alüminyum levha kullanıldığında, kanatçıkların ısıl verimi %90 ın üzerine çıkmaktadır. Motor soğutma suyunun radyatöre giriş ve radyatörden çıkış sıcaklıkları arasındaki fark 15 °C kabul edildiğinde radyatörün en uygun hacmi 25 litre olarak belirlenirken, sıcaklık farkı 10 °C yapıldığında 22.5 litre olarak belirlenmektedir. Tasarım ölçülerine göre hava fanı gücünün 1000-2000 W aralığında olabileceği belirlenmiştir. Ayrıca, su devirdaim pompası gücünün 10 W ın altında kaldığı tespit edilmiştir.