A study of porous media resistance coefficients for brush seals
Fırça keçelerde gözenekli ortam akış direnci katsayılarının incelenmesi
- Tez No: 392261
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MAHMUT FARUK AKŞİT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
Türbin teknolojilerindeki gelişmeler çalışma koşullarının daha yüksek basınç ve sıcaklıkta gerçekleşmesini sağlamaktadır. Türbin bölgesindeki parazitik kaçak akış önemli ölçüde verimi azaltıp, yakıt masraflarını arttırmaktadır. Fırça keçeler kaçak akış miktarını azaltma konusunda labirent tipi keçelerden daha iyi performans sağlayan bir teknoloji olarak ortaya çıkarılmıştır. Verimlilğin en üst seviyede tutulabilmesi için, kaçak akışı etkileyen faktörleri inceleyen geniş kapsamlı bir çalışmaya ihtiyaç duyulmaktadır. Fırça keçelerin kaçak akış performansı keçe geometrisi, giriş ve çıkış çalışma koşulları, keçelerin konfigürasyonu ile ilişkilendirilmektedir. Fırça keçelerin türbin çalışma koşullarındaki akış ve basınç profilleri değişkenlik göstermekte olup, tasarım parametreleri ile kaçak akış performansı arasındaki ilişkiyi açıklamakta analitik formülasyonlar yetersiz kalmaktadır. Günümüzde fırça keçelerin buhar türbinlerinde kullanımı yaygınlaşmıştır. Yapılan literatür araştırması ile buhar ortamındaki türbin koşullarında yapılan çalışmaların sınırlı sayıda çalışma olduğu görülmüştür. Bununla birlikte, literatürde fırça keçelerin gözenekli ortam akış direnci katsayılarınnın korelasyonu ile ilgili herhangi bulunmamaktadır. Bu eksikliği gidermek için, altı adet fırça keçe giriş basınç değeri en fazla 100 psi olacak şekilde test edilmiştir. Test edilen keçeler için analitik çalışmalar ve HAD(Hesaplamali Akışkanlar Dinamiği) analizleri yapılmış ve sonuçlar test verileriyle ilişkilendirilmiştir. Test verileri ile aksi-simetrik HAD analizleri korelasyonu sonucunda çeşitli basınç farkı seviyelerinde anizotropik akışa dayanım katsayılarına ulaşılmıştır. Fırça keçelerin modellenmesinde gözenekli ortam yaklaşımı kullanılmıştır. Buhar ortamındaki fırça keçelerin kaçak akış miktarı HAD analizleri vasıtası ile optimize edilmiştir. Ayrıca bu çalışmada, elde edilen optimum sonuçlar için basınç ve hız profili ortaya çıkarılmıştır. Sonuç olarak, deneysel korelasyonlar fırça keçelerin gözenekli ortam akış direnci katsayıları korelasyonu için kullanılmıştır.
Özet (Çeviri)
Developments in turbine technologies lead to higher operating temperature and pressure conditions. Parasitic leakage flows around the turbine account for considerable efficiency losses that increase fuel cost dramatically. Brush seal has recently emerged as an improved sealing technology to provide better leakage performance and to replace classical labyrinth seals. In order to optimize efficiency, comprehensive study of the factors causing the leakage is required. The leakage performance of the brush seal is directly related with geometry, operating inlet and outlet boundary conditions, bristle pack configuration. Brush seal flow and pressure profiles with turbine operating conditions become complicated, and analytical formulations remain inadequate to correlate design parameters and leakage performance in operating conditions. Recently brush seals have found ever increasing applications in steam turbines. Literature review indicates that there is very limited studies of brush seal for steam environment. There is also no correlation available for brush seal porosity coefficients in the literature. In an attempt to meet this need, six brush seals have been tested in a rotary test rig up to 100 psi upstream pressure. Analytical correlations and CFD (Computational Fluid Dynamics) simulations have been performed for test seals and results have been correlated with the test data. Axisymmetric CFD models have been designed to reach anisotropic resistance coefficients for the brush seals based on experiments. Porous Medium Approach has been applied for representing bristle pack. Leakage rate of brush seals (steam environment) has been optimized through CFD models. Moreover, velocity and pressure characteristics in the bristle pack have been illustrated for an optimum solutions. Consequently, empirical correlations for brush seal porosity coefficients have been correlated through a systematic methodology.
Benzer Tezler
- Tel örgü katmanlardan oluşan gözenekli ortamda zorlanmış ısı geçişi
Başlık çevirisi yok
MUSTAFA ÖZDEMİR
- Laboratuvar ölçekli yeraltında kömür gazlaştırma reaktörünün hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile yapay gaz üretiminin analizi
Computational fluid dynamics analysis of syngas production from an ex-situ underground coal gasification reactor
ENGİN DENİZ CANBAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT GÜR
- Gözenekli ortamda darbeli hava akışı durumunda ısı geçişinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of heat transfer in pulsating air flow with a porous medium
ALİ MURAT BİNARK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÖZDEMİR
- Metal infiltre edilmiş mikro poroz karbon kompozitlerin aşınma ve sürtünme davranışının karakterizasyonu
Başlık çevirisi yok
GÜLTEKİN GÖLLER
Doktora
Türkçe
1997
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN TEKİN
- Zararlı bir ortamda betonun uğradığı hasarın hasar mekaniği ile incelenmesi
Application of damage mechanics to the corrosion of concrete
YILMAZ AKKAYA