Geri Dön

Yöndeş ve ters akışlı hava parçalamalı yakıt hava püskürtücülü bir yanma odasının karakteristiklerinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile belirlenmesi

Investigation of co and counter configurations of a double swirler airblast atomizer in an annular combustor with computational fluid dynamics

PDF İndir

  1. Tez No: 387566
  2. Yazar: HASAN BAŞAR BOLAT
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SITKI USLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: HAD, Yanma odası, Hava parçalamalı yakıt-hava püskürtücüsü, Basınç düşümü, Yanma verimi, CFD, Combustion chamber, Airblast atomizer, Pressure Drop, Combustion efficiency
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 133

Özet

Yanma odası tasarımlarında yakıt ve havanın iyi derecede karıştırılmaları en önemli noktalardan birisidir. Hava parçalamalı yakıt-hava püskürtücüsü, sıvı yakıtı atomize etmek ile beraber yakıt ve havayı da etkin biçimde karıştırarak yanma odasının içine gönderir. Yakıt ile havanın etkin karışımı, havaya döngülü bir hareket kazandıran atomizer kanalları sayesinde gerçekleştirilir. İki döngülü atomizer kanallarının hava akış yönlerinin seçiminde iki farklı yöntem izlenebilir. Yöndeş döngülü konfigürasyonda, hava atomizer kanallarına aynı yönde girer ve atomizer çıkışında radyal yönde genişleyen bir akış yapısı gözlemlenir. Ters akışlı konfigürasyonda ise birincil ve ikincil döngü kanallarından gelen akımlar zıt yönde döndüklerinden, büyük döngü hareketi parçalanarak, birincil bölge içerisinde düzensiz bir akış yapısı yaratırlar. Mevcut tez çalışmasında, hava parçalamalı atomizerlerin yöndeş ve ters akışlı konfigürasyonların turbojet ve turboşaft motor yanma odalarındaki performansları, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği simülasyonları gerçekleştirilerek incelenmiştir. Gerçekleştirilen HAD analizlerinde, akışın türbülans ve yanma karakteristikleri Realizable k-ε türbülans modeli ve Flamelet yanma modeli kullanılarak RANS yöntemi ile modellenmiştir. Analizlerde kullanılan türbülans ve yanma modellerinin doğrulanması Sandia Flame D deneyi simüle edilerek yapılmıştır. Analizler sonucunda, turbojet motor için yöndeş atomizer konfigürasyonun, yanma odası duvarlarının yüksek sıcaklıklardan korunması bakımından daha uygun ve daha iyi yanma odası radyal çıkış sıcaklık profiline sahip olduğu bulunmuştur. Turboşaft motor için ters akışlı atomizer konfigürasyonun daha yüksek yanma verimine ve daha iyi yanma odası çıkış sıcaklık profiline sahip olduğu gözlemlenmiştir. Her iki motorunda basınç kaybının atomizer konfigürasyonundan etkilenmediği görülmüştür. Turbojet motor yanma verimi her iki konfigürasyon için %96.5, Turboşaft motor için yanma verimi, yöndeş atomizer konfigürasyonunda %97.5, ters akışlı konfigürasyonunda %98.4 bulunmuştur.

Özet (Çeviri)

Strong mixing of fuel and air is one of the most important issues in a gas turbine combustion chamber design. Air-blast atomizer has two important functions in combustion chamber. One of them is atomizing the liquid fuel, and second one is mixing the air and fuel intensively in the primary zone of the combustor. This strong mixing can be achieved by channels of the air-blast which can create swirl in flametube. There are two types of configurations in double swirler atomizers in combustors, namely, a co-swirl atomizers and counter-swirl atomizers. In the co-swirl configurations the flow enters to the primary and secondary swirler channels in the same direction and then expands radially at the exit of the atomizer. On the other hand, in the counter-swirl atomizers, as primary and secondary swirlers rotate in opposite directions it can cause erratic flow structures in the flametube. In this study, the effect of the co/counter configurations of a double swirler airblast atomizer in an annular turbojet and turboshaft reverse flow combustor was investigated by computational fluid dynamics. In simulations, Realizable k-ε model was used for modelling turbulence, Flamelet combustion model for modelling reactions with RANS methodology. CFD results were validated by simulating Sandia Flame D experiment and using its experimental measurements. Results of CFD simulations, in turbojet combustor, co airblast atomizer has more advantageous than counter configuration to prevent combustor walls from hot gases and has better temperature profile for turbine NGV at the exit of the combustor. In turboshaft combustor, counter-swirl airblast configuration has higher combustion efficiency and has better temperature profile at the exit of the combustor than co-swirl configuration. Co and counter-swirl arrangement has no effect on pressure for the whole combustor. In turbojet combustor both configurations result in the same combustion efficiency of %96.5. In turboshaft combustor, Co-swirl airblast configuration has %97.5 and counter-swirl configuration has %98.4 combustion efficiency.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    733317

    Angel wing overlap length effect on rim seal design

    Rim keçe tasarımında rotor-stator uzantıları örtüşme mesafesinin etkisi

    AHMET CİHAT ARIKAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KADİR KIRKKÖPRÜ

  2. Tez No

    337966

    Flow field around vertical axis cross-flow hydrokinetic turbines

    Hıdrokınetık türbınlerın etrafındakı akım alanının ıncelenmesı

    AZAD DAZAEA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    İnşaat MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Bölümü

    YRD. DOÇ. DR. MEHMET İSHAK YÜCE

  3. Tez No

    672717

    Numerical investigation of inverse magnus effect on a circular cylinder by controlling azimuthal circulation distribution

    Ters magnus etkisinin çevresel sirkülasyon dağılımı kontrolü ile dairesel silindir üzerinde sayısal olarak incelenmesi

    ACAR ÇELİK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Havacılık Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERCAN ACARER

    DOÇ. DR. BENI CUKUREL

  4. Tez No

    900882

    Experimental investigation of supersonic internal compression inlets

    Sesüstü iç sıkıştırmalı hava alıklarının deneysel incelenmesi

    HASAN TABANLI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HAYRİ ACAR

  5. Tez No

    127377

    Gaz türbinli uçak motorlarının dizayn özellikleri

    The Design characteristics of gas turbin engines using by aircrafts

    ADEM ÇAPOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2002

    Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KEMAL TANER

Geri Dön