Gaz türbinlerinde film soğutma akış karakteristiklerinin PIV yöntemiyle incelenmesi
Investigation of film cooling flow characteristics in gas turbines with PIV method
- Tez No: 458980
- Danışmanlar: PROF. DR. TAHİR HİKMET KARAKOÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Sivil Havacılık, Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering, Civil Aviation, Aircraft Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Anadolu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uçak Gövde Motor Bakım Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 201
Özet
Çalışma kapsamında 1/9 ölçekte boyutlandırılmış bir yanma odası cidarında, slot film soğutma, efüzyon film soğutma ve dilüsyon mekanizmalarının hibrit etkileri incelenmiştir. Film soğutma hakkında literatürde yapılan çalışmaların büyük bir çoğunluğunda akış kinematiği hakkında detay bir çalışma yoktur. Bu tezde termal ölçümlerle beraber akış yapıları da ele alınmış ve literatürdeki bu boşluğa katkı sağlamıştır. Test düzeneğinde, ana akımdan gelen sıcak hava ile kompresörden gelen soğuk havanın çapraz akış mekanizmasında oluşan akış yapıları incelenmiş ve Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçümü (PIV) ile hız haritaları, girdaplılık konturleri ve akış vektörleri gibi sonuçlar elde edilmiştir. IR termografi yöntemiyle de gerçek zamanlı plaka sıcaklık dağılımları görüntülenmiş ve farklı üfleme oranları için piksel sıcaklık değerlerinden film etkinlik katsayılarına ulaşılmıştır. Ayrıca HAD analizleriyle de 2 farklı konfigürasyon (slot film + efüzyon ile slot film + efüzyon + dilüsyon) ve 3 farklı üfleme oranları için optik hava tünelinin hibrit etkilerinin sayısal doğrulaması yapılmıştır. PIV ve HAD analizlerinde jet lift-off, CRVP, at nalı girdapları, kidney vortisleri ve resirkülasyon baloncukları gibi akış yapıları gözlemleniştir. Slot, film ve dilüsyon hibrit plaka ölçümlerinde eksenel ısıl etkinlik oranları açısında bakıldığında en etkin üfleme oranları efüzyon plakası için 0.24 kg/dak, dilüsyon plakası için de 0.35 kg/dak üfleme oranlarına denk gelen test koşullarında oluşmuştur.
Özet (Çeviri)
In this study, the hybrid effects of slot film cooling, effusion film cooling and dilution hole mechanism were investigated together in a combustion chamber liner scaled with a 1/9. There is no a detail work about full flow kinematics in a great majority of the literature done on film cooling. In this thesis, as well as the thermal measurement studies the detailed flow structures are discussed and contributed to fill the gap in the literature. The flow structures in cross flow mechanism, that occurs due to hot air from the main stream and the cold air from the compressor, the results such as velocity maps, swirl contours and flow vectors were obtained with Particle Image Velocity (PIV) method in the test setup. Real-time surface temperature distributions were also visualized by IR thermography and for different blowing ratios film efficiency coefficients were evaluated from the pixel temperature values. Also, numerical validation of the hybrid effects on the optical air tunnels was performed with CFD analysis for 2 different configurations (slot film + effusion, slot film + effusion + dilution) and 3 different blowing ratios. Flow structures such as jet lift-off, CRVP, horseshoe vortices, kidney vortices and recirculation bubbles were observed with both PIV and CFD analyzes. Under the corresponding test conditions, when looking at the spanwise averaged thermal efficiency ratios in the slot, film and dilution hybrid plates, the best thermal efficiency is seen for effusion plate at a 0.24 kg/min blowing ratio and for the dilution plate at a 0.35 kg/min blowing ratio.
Benzer Tezler
- Efüzyon Deliği Özelliklerinin Film Soğutma Performansına Etkilerinin HAD Analizleri ve Deneysel Doğrulaması
CFD Analyzes and Experimental Verification of Effects of Effusion Drill Characteristics on Film Cooling Performance
EVREN YILMAZ YAKIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Havacılık MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiHavacılık Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELİH CEMAL KUŞHAN
PROF. DR. TAHİR HİKMET KARAKOÇ
- Fan shaped film cooling technologies for gas turbines
Gaz türbinleri için fan şekilli film soğutma teknolojileri
SEMİH AVCUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiEnerji Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ERİNÇ ERDEM
- Çapraz akıştaki türbülanslı jet akışlarının deneysel ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizi
Experimental and computational fluid dynamics analysis of turbulent jet in crossflow
SEYFETTİN BAYRAKTAR
Doktora
Türkçe
2008
Mühendislik BilimleriYıldız Teknik ÜniversitesiGemi İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAMER YILMAZ
- Doğrusal kesitli olmayan pertürbatörlerle periyodik aralıklarla kaplanmış bir türbin iç soğutma kanalındaki akışın RSM ile sayısal analizi
Numerical RSM analysis of flow in turbine internal cooling channel roughened at periodic intervals with nonlinear cross section perturbator
GÖKMEN KIDIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT ÇAKAN
- Çarpmalı jetli soğutma levhasının sayısal modellenmesi
Numerical modelling of heat transfer distributions on jet impingement cooling plate
AHMET HAKAN HIRCA
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÜNAL UYSAL