Gaz türbinli uçak motorlarının performans tasarımında ekserjetik itki yaklaşımı
Exergetic thrust approach in performance design of gas turbine aircraft engines
- Tez No: 1001833
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖNDER ALTUNTAŞ, PROF. DR. ARİF HEPBAŞLI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Uçak Mühendisliği, Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Gaz türbinli motorlar, Turbo jet motoru, Uçak motorları, Çevresel sürdürülebilirlik, Gas turbine engines, Turbojet engine, Aircraft engines, Sustainable environment
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uçak Gövde Motor Bakım Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada bir turbojet motorunun performans özellikleri incelenmekte, değişen kompresör basınç oranlarının ve bileşen geometrilerinin itki, ekserji verimliliği, ekserji kullanım verimliliği, sürdürülebilirlik göstergeleri ve komponent bazında itki ekserji performans indeksi üzerindeki etkisine odaklanılmaktadır. Ayrıca değişen irtifa değerlerinde Mach sayısı ve kompresör basınç oranının ekserji kullanım verimliliği üzerindeki etkisi de incelenmektedir. MATLAB programı kullanılarak yapılan analiz deniz seviyesinden başlayarak 11000 metre yüksekliğe kadar gerçekleştirilmiştir. Daha yüksek kompresör basınç oranları kompresör ve yanma odası bölümlerinde itki kuvvetinin artmasına yol açmıştır. Kompresör, yanma odası ve türbin bölümü 5,4 basınç oranında en yüksek verimliliklerine ulaşmıştır. Mach sayısına göre maksimum ekserji kullanım verimliliği (EUE) sırasıyla kompresör için 0,71 Mach sayısı için 2294, yanma odası için 0,36 Mach sayısında 689, türbin için 0,51 Mach sayısında 704 olarak hesaplanmıştır. Basınç oranına göre maksimum EUE 8,4 basınç oranında sırasıyla kompresör için 1880, yanma odasında 807, türbin için 641 olarak hesaplanmıştır. Basınç oranına göre maksimum ekserjetik sürdürülebilirlik indeksi 8,4 basınç oranında kompresör kısmında 12,17 olarak hesaplanmıştır. Çevresel etki faktörü 8,4 basınç oranında maksimum değeri yanma odasında 0,43 olarak hesaplanmıştır. Ekserji yıkım oranı maksimum değeri yanma odasında hesaplanmıştır. Geri kazanılabilir ekserji oranı çevresel etki faktörünün aksine bir trend göstererek minimum değer yanma odasında hesaplanmıştır. Son olarak komponent bazında itki ekserji performans indeksi maksimum değer 8,4 basınç oranında yanma odasında 1,82 olarak hesaplanmıştır. Bu sonuçlar, Mach sayısı, basınç oranı ve bileşen geometrilerinde stratejik ayarlamalar yaparak turbojet motor performansını optimize etme potansiyeline ilişkin değerli bilgiler sağlamaktadır. Bulgular, gelecekteki tasarım iyileştirmelerini bilgilendirecek ve uçak tahrik teknolojisindeki ilerlemelere katkıda bulunacaktır.
Özet (Çeviri)
This study delves into the performance characteristics of a turbojet engine, focusing on the impact of varying compressor pressure ratios and component geometries on thrust, exergy efficiency, sustainability indicators, and component-based thrust exergy performance index. In addition, the effect of Mach number and compressor pressure ratio on exergy utilization efficiency at varying altitude values is also examined. Utilizing MATLAB, the analysis was conducted at an altitude of 11000 meters. Higher compressor pressure ratios led to increased thrust in the compressor and combustion chamber sections. The compressor, combustion chamber and turbine section achieved their highest efficiencies at a pressure ratio of 5.4. The maximum exergy utilization efficiency (EUE) according to Mach number is calculated as 2294 at Mach number 0.71 for the compressor. According to the pressure ratio, the maximum EUE is calculated as 1880 for the compressor. According to the pressure ratio, the maximum exergetic sustainability index was measured as 12.17 in the compressor section at a pressure ratio of 8.4. The environmental impact factor was calculated as 0.43 in the combustion chamber section at a pressure ratio of 8.4. The maximum value of the exergy destruction ratio was calculated in the combustion chamber. The minimum value of the recoverable exergy ratio was calculated in the combustion chamber. These results provide valuable insights into the potential for optimizing turbojet engine performance through strategic adjustments to pressure ratios and component geometries. The findings will inform future design improvements and contribute to advancements in aircraft propulsion technology.
Benzer Tezler
- Bölgesel uçaklarda kullanılan üç şaftlı turboprop motorunun enerji ve ekserji modellemesi
Energy and exergy modeling of three shaft turboprop engine used in regional aircraft
ONUR YÜKSEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Sivil HavacılıkFırat ÜniversitesiHavacılık Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN AYGÜN
- Numerical investigation of flow through labyrinth seals in gas turbine engines
Gaz türbinli motorlarda yer alan labirent keçelerde akışın nümerik incelenmesi
EMRE EGEMEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİKE NİKBAY
- Implementing partial MBSEin gas turbine engine architecture development and its reported advantages and disadvantages
Gaz türbinli motor mimarisi geliştirmede MBSE`nin kısmi uygulanmasıavantaj ve dezavantajları
TUĞÇE COŞKUNTUNA DAŞDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiEnerji Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALİ ARSLAN
- Advanced energy and exergy analysis on aircraft jet engines
Havacılık jet motorlarında ileri enerji ve ekserji analizi
SARA FAWAL
Doktora
İngilizce
2023
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KODAL
- Gaz türbinli motorlarda kullanılan labirent keçelerdeki aşınmış diş geometrisinin sızdırmazlık performansına etkisinin had analizi ile incelenmesi
CFD investigation of labyrinth seal worn teeth tip effects on leakage performance in gas turbines
MUSTAFA CEM SERTÇAKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiKırıkkale ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAHYA DOĞU