Design and validation of a combustion test rig for airbreathing rocket propulsion studies
Hava solumalı roket motoru çalışmalarına yönelik bir yanma test düzeneğinin tasarımı ve doğrulanması
- Tez No: 284125
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ABDULLAH ULAŞ, DR. K. ATILGAN TOKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 122
Özet
Bu tez kapsamında,hava solumalı roket çalışmaları için kullanılabilecek genel maksatlı bir yanma test düzeneği geliştirilmiştir. Test düzeneği farklı yakıtların ve farklı yakıt hava karışım oranlarının, yanma verimi ve alev yapısına etkisini inclemek için kullanılmaktadır. Test düzeneğinin iç balistik tasarımı sırasında; yanma odasının kesit alanının, farklı yakıt ve hava oranlarının akış alanındaki değişimlerden en az etkilenecek şekilde incelenebilecek kadar geniş olduğu HAD simülasyonları ile görülmüştür. Akış alanını etkileyen geometrik parametrelerin ve yakıt hava oranının etkisinin karşılaştırılması için deney tasarımı yöntemleri kullanılmıştır. Test düzeneğinin mekanik tasarımı, yüksek sıcaklıkta çok sayıda testin, en az bakım ihtiyacı ile yapılabileceği şekilde gerçekleştirilmiştir. Yüksek sıcaklık ölçüm sistemleri tasarlanarak uygun ekipmanlar kullanılmıştır. Sıcaklık ölçümleri için kızıl ötesi termografi; platin, tungsten ve renyum içeren ısıl çiftler, yüksek sıcaklıklarda basınç osilasyonlarının ölçülmesi için piezoresistif basınç sensörleri ve akış görüntülenmesi için yüksek hızlı kameralar kullanılmıştır. Veri toplama sisteminin kullanılması için de bir yazılım hazırlanmıştır.Soğuk akış ve yanma testleri, test düzeneği kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Dört yanma testi yakıtça zengin ve oksitleyicisi zengin farklı yakıt ve hava oranlarında gerçekleştirilmiştir. Bir beşinci test ise ısıl çiftlerin dinamik davranışını incelemek için yapılmıştır. Yakıt hava oranının artması ve yükselen yanma odası sıcaklıkları ile verim artışı olduğu gözlenmiştir. Yanma veriminin hesaplanması için gerekli ölçümler alınmıştır.Tasarlanan test düzeneğinin yeteneklerinin, yanma incelenmesi ve yanma veriminin tespiti için gerekli ölçümlerin alınmasına izin verdiği görülmüştür. Test düzeneği farklı yakıt ve yakıt ile hava karışım oranlarının, hava solumalı roketler içerisindeki yanmasının incelenmesi için kullanılabilecektir.
Özet (Çeviri)
The aim of this thesis is to develop a general purpose combustion test rig for air-breathing propulsion. The test rig is capable of examining flame structures and combustion efficiencies of different fuels and air-fuel mixtures in air breathing rocket engines.During the design of the test rig, CFD simulations of the reactive flows are performed. Design of Experiments methodology is employed to compare the effect of combustor geometry and air to fuel ratio on combustion efficiency. Mechanical design of the test rig is carried out to achieve high number of tests at elevated temperatures. High temperature instrumentation system is designed for gathering measurements. Infrared thermography, thermocouples with platinum, tungsten and rhenium materials for combustor temperature measurements, piezoresistive pressure sensors with high frequency response for oscillating pressure measurements and high speed cameras for flow visualization are used. A data acquisition software is also developed for the test rig.After design, manufacturing and assembly operations are completed; system check-out is performed for validation of the test rig design. Five reactive flow experiments are performed at different fuel to air ratios. Functionality of the test rig is verified with the first reactive flow experiment. Combustion efficiencies are determined in three experiments. Thermocouple dynamic behavior is investigated by the fifth reactive flow experiment.It is observed that increasing fuel to air ratio and combustor temperature leads to combustion efficiency increase. It is also verified that the designed test rig achieves the aim of investigating flame structure and combustion efficiency.
Benzer Tezler
- Türbin diskleri ve kompresör çarklarının infilak analizleri ve doğrulaması
Burst analysis of turbine disks and impellers and validation
MUSTAFA BURAK TABAKÇI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- Tek silindirli bir dizel motorun tork oluşum modeli ve kontrolü
A model of torque generation process and control of single cylinder diesel engi̇ne
SEMİH ARAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ FUAT ERGENÇ
- Bir hafif ticari araç manuel şanzımanının termal modeli ve testler ile doğrulaması
Thermal modelling and validation of a light commercial vehicle transmission
ÇAĞATAY EVSİZLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGEN AKALIN
- Kompresör çark tasarımına etki eden parametrelerin incelenmesi
Investigation of compressor impeller design parameters
EDA BİLGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HİKMET ARSLAN
- Dört zamanlı buji ile ateşlemeli bir motor performansının bilgisayar yardımı ile simulasyonu
Computer aided simulation of a four-stroke spark ignition engine performance
SELİM ÇETİNKAYA
Doktora
Türkçe
1987
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLGE ERDİLLER