Experimental and numerical analyses at combustion chamber of ramjet engines
Ramjet motorları yanma odasında deneysel ve sayısal analizler
- Tez No: 251983
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ KODAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Uçak Mühendisliği, Aircraft Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 123
Özet
Bu çalışmada, metan-hava jet alevlerinin alev tutucular ile etkileşimlerini ve akış karakteristiklerini incelemek için sayısal ve deneysel simülasyonlar planlanmıştır. Bu amaçla inşaa edilen deneysel düzeneğin, ramjet motorları yanma odalarının performans analizlerine ışık tutması beklenmektedir. Metan ince bir boru vasıtasıyla yanma bölgesine getirilir ve yakıt girişi uygun hızda bir hava ile çevrilidir. Yanma alev tutucularda gerçekleşir. Deneysel çalışmalar sonucu elde edilen görüntüler sayısal çalışmalar ile kıyaslanmıştır. İlk olarak, sayısal çalışmalar hazır yazılımlarla gerçekleştirilmiştir ve burada elde edilen tüm sonuçlar kişisel olarak geliştirilecek programa bir temek oluşturması sağlanmıştır. Yeni bir program geliştirilmesindense, deneysel ve sayısal olarak akış karakteristikleri (yakıt-hava oranı, türbülans karakteristikleri, alev tutucu özellikleri, v.b) ayrıca incelenmiştir. Son zamanlarda pek çok disiplin sayısal çalışmlara odaklanmıştır. LES (Large Eddy Simulation) ve DNS (Direct Numerical Simulation) metodları bilgisayarlı akışkan analizlerinde (CFD-Computational Fluid Dynamic) daha da önemli hale gelmiştir. Bu çalışmada, DNS yöntemi tercih edilmiştir. Gelişmiş bilgisayar kapasiteleri, akış karakteristiklerinin hesaplanmasında daha iyi sonuçlar elde edilmesine olanak sağlayacaktır. Bu sayede, sayısal çalışmalar günümüzde hala güçlü argümanlardır. Bu tezde, yanma, yakıt verimliliği, türbülanslı akış, yüksek hızda yanma, alev tutucu etkileşimi ve tasarımı, yanma odası tasarımı konularına ışık tutabilecek bir çalışma sunulmaktadır. Bu tezde gerçekleştirilen sayısal çalışmalar, hazır yazılımlarla ve kişisel geliştirilen programla gerçekleştirilen çalışmalar olmak üzere ikiye ayrılabilir. İlk olarak, alev tutucusuz durum için çözümler alındı ve hazır yazılımlardan elde edilen sonuçlar ile kıyaslandılar. Bundan sonra, akış şartları kimyasal reaksiyonun olduğu ve olmadığı değişik durumlar için çözüldü. Bu çalışmanın amacı, değişik türde maddelerin karışımı ve alevin DNS yöntemi ile akış karakteristiklerinin analiz edilmesiydi. Bu tez çalışmasındaki bir başka amaç ise modellenmiş ramjet motoru yanma odasının deneysel olarak geliştirilmesi ve test edilmesiydi.
Özet (Çeviri)
In this study, numerical and experimental simulations are planned for methane-air jet flames and interaction with flame-holders to analyze the flow characteristics. The experimental setup built for this purpose will shed performance analysis of ramjet engine combustion chambers. Methane is delivered to the combustion zone with a thin tube and surrounded with a proper speed air flow. Combustion is established at flame-holders. The obtained visualizations at this experimental setup compared with numerical studies. At first, numerical studies have been carried out with commercial software and all the results obtained at this work were provided a base for developing a numerical program. Besides developing a new program, the flow characteristics analysis (fuel-air ratio, turbulent characteristics, flame-holder properties, etc.) had also been investigated experimentally and numerically. Recently, a lot of disciplines were focused on numerical studies. Large Eddy Simulation (LES) and Direct Numerical Simulation (DNS) methods became more important in Computational Fluid Dynamic (CFD) studies. In this work, the DNS method was preferred. Advanced computer capacities will let to obtain improved results for flow calculations. Therefore, numerical studies are still strong arguments today. A study that may enlighten subjects of combustion and fuel efficiency, turbulent flow, high speed combustion, flame-holder interaction and design, combustion chamber design are presented. The numerical studies can be classified as commercial and self constructed program studies in this thesis. Firstly, the non flame-holder conditions had been studied and compared with the commercial program. After that, the flow conditions for the different cases were solved with or without chemical reactions. The purpose of this study was to solve mixing of species and analyzing the flame for the flow characteristics with the DNS method. Another consequence of this thesis is the study of the development of the experimental setup to simulate and test the modelled ramjet engine combustion chamber.
Benzer Tezler
- Çift girişli boşaltmalı bir ramjet yanma odasında yanma kararsızlığının sayısal ve deneysel incelenmesi
Numerical and experimental investigation of combustion instability in a dual inlet dump type ramjet combustor
MEHMET BURAK SOLMAZ
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SITKI USLU
- Dönel detonasyon motorlarında eşlenik ısı transferi analizi
Conjugate heat transfer analysis of rotating detonation combustors
ÜMİT YELKEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONUR TUNÇER
DR. BAYINDIR HÜSEYİN SARACOĞLU
- Experimental and numerical investigation of an augmented spark igniter and evaluation of igniter's effective flame length as a performance parameter
Pürmüz tipi bir sıvı yakıtlı roket motoru ateşleyicisinin deneysel ve sayısal yöntemlerle incelenmesi ile bir performans parametresi olarak etkin alev boyunun elde edilmesi
LEVENT ÇAĞATAY ÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULLAH ULAŞ
- Impact of hydrogen addition on combustion characteristics in a swirl-stabilized partially premixed combustor
Gırdaplayıcı içeren kısmi karışımlı yanma odasına hidrojen ilavesinin yanma karakteristiklerine etkisi
TUĞBA KARASU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE GÜL GÜNGÖR
- Investigation of geartrain impact noise in diesel engines
Dizel motorlarda dişli darbe gürültüsünün incelenmesi
ALİ TATAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KENAN YÜCE ŞANLITÜRK