Hidrojen yakıtlı bir scramjet motorda yakıt enjeksiyon pozisyonu ve egzost nozulu ıraksama açısının akış ve yanma karakteristiklerine etkisi
The effect of fuel injection position and exhaust nozzle divergence angle on flow and combustion characteristics in a hydrogen-fueled scramjet engine
- Tez No: 1007245
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ VOLKAN AKGÜL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bartın Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında bir scramjet motor sisteminin test bölmesi iki boyutlu hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile modellenmiş, oluşturulan model deneysel alt yüzey statik basınç verileri ile doğrulanmıştır. Akış, yanma ve türbülans etkileşimlerinin zamandan bağımsız Reynolds ortalamalı Navier–Stokes (RANS) yaklaşımı ile sonlu hacim metodu kullanılarak çözüldüğü modelde türbülans SST k-ω modeli, tek adımlı hidrojen oksidasyon reaksiyonu ile yanma ve türbülans etkileşimleri ise Finite Rate/Eddy Dissipation modeli kullanılarak modellenmiştir. Referans koşulda 2 Mach hızında giriş havasına, yanma odası içerisinde hava ile aynı yönde 2 Mach hızında hidrojen enjekte edilerek süpersonik koşullarda kendi kendine tutuşmanın meydana geldiği sistemde, yakıt enjeksiyon pozisyonu (X_inj=33 mm,81.5 mm,130 mm) ve egzost nozulu ıraksama açısının (α_d=〖1.15〗^∘, 〖1.60〗^∘, 2^∘) yanma, akış karakteristikleri ve performans üzerine etkileri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar akış yapısı ve yanma süreçlerinin birbirleri ile ilişkilerini ortaya koymuş; bu özelliklerin yakıt enjeksiyon konumu ve ıraksama açısına önemli derecede bağımlı olduğunu; akış yönünde daha uzakta yapılan yakıt enjeksiyonunun ve dar egzost nozul açısı kullanımının yanma ve itki performansı bakımından daha iyi sonuçlar verdiğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the test section of a scramjet engine system was modeled using two-dimensional computational fluid dynamics, and the resulting model was validated with experimental lower wall static pressure data. In the model, where flow, combustion, and turbulence interactions were solved using the finite volume method with the time-independent Reynolds-averaged Navier–Stokes (RANS) approach, turbulence was modeled using the SST k-ω model, while combustion and turbulence interactions with a one-step hydrogen oxidation reaction were modeled using the Finite Rate/Eddy Dissipation model. In a system where self-ignition occurs under supersonic conditions by injecting hydrogen into the intake air at Mach 2 in the same direction as the air in the combustion chamber, the effects of fuel injection position (X_inj=33 mm,81.5 mm,130 mm) and exhaust nozzle divergence angle (α_d=〖1.15〗^∘, 〖1.60〗^∘, 2^∘) on combustion, flow characteristics, and performance were investigated. The results revealed the relationships between flow structure and combustion processes; demonstrating that these characteristics are significantly dependent on fuel injection position and divergence angle; and showing that fuel injection further in the direction of flow and the use of a narrower exhaust nozzle angle yielded better results in terms of combustion and thrust performance.
Benzer Tezler
- Bir scramjet motoru yanma odasında yanma karakteristiklerinin sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of combustion characteristics in a scramjet combustor
AFŞİN KILIÇARSLAN ÖZBEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
EnerjiGazi ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERHAT KARYEYEN
- Farklı türbülans, yanma modelleri ve reaksiyon mekanizmalarının, süpersonik yanma üzerine etkisinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile incelenmesi
The effects of turbulence and combustion models on supersonic combustion using computational fluid dynamics
TEKİN AKSU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SITKI USLU
- Hidrojen yakıtlı scramjet motorlarda yanma odası analizi
Combustion chamber analysis in hydrogen fuel scramjet engines
ZÜLAL RABİA KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HABİB UMUR
- Hidrojen yakıtlı,çok amaçlı bir bileşik ısı-güç santrali tasarımı, teknik ve ekonomik analizleri
Design, technical and economical analyses of a multi-objective hydrogen-fed cogeneration system
PAŞAOĞLU AYŞEGÜL
- Hidrojen yakıtlı buji ateşlemeli bir motorda yakıt püskürtme stratejisinin geliştirilmesi ve optimizasyonu
Development and optimization of fuel injectionstrategy in a hydrogen-fueled spark-ignitionengine
HİLMİ ERSİN OKTAR
Doktora
Türkçe
2026
Otomotiv MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUAMMER ÖZKAN