Geri Dön

Transient blade tip clearance calculation, optimisation and validation of centrifugal compressor in turboshaft engines

Turboşaft motor şantrifüj kompresörlerde geçici uç açıklığının hesaplanması, optimizasyonu ve doğrulanması

  1. Tez No: 737814
  2. Yazar: BEDİR İNCİ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. İLYAS KANDEMİR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Enerji Teknolojileri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Enerji Teknolojileri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 57

Özet

Kanat uç açıklıklarının kompresör performansı, çalışabilirliği ve rotor-stator bütünlüğü üzerinde önemli etkisi vardır. Büyük uç açıklıkları, faydalı bir iş yaratmadan havanın bir kısmının kanat ucu üzerinden akmasına izin verdiğinden çalışma sırasında verimlilik düşüşüne neden olur. Öte yandan, dar açıklıklar, kanat ve kılıf arasında sürtünme riski doğuracaktır. Bu nedenle, tasarım aşamalarında uç açıklıkları dikkatli bir şekilde tasarlanmalıdır. Genel olarak, yalnızca kararlı haldeki uç açıklıklarını kontrol etmek, çalışma sırasında dalgalanma marjı boşluklarını ve sürtünme riskini anlamak için yeterli değildir. Uçuş sırasında uç açıklıklarının nasıl değiştiğini anlamak için hızlanma, yavaşlama ve kapatma kısımlarını içeren geçici uç açıklık değerlendirmesi yapılmalıdır. Bu tezde, sürtmeyi engellemek ve dalgalanma marjının azalmasını önlemek için iki aşamalı santrifüj kompresördeki geçici kanat uç açıklıkları hesaplanmıştır. Analizlerde kademe 1 uç açıklıkları, farklı güç seviyelerinde metal sıcaklığını değiştiren çalışabilirlik girdaplarından etkilendiği görülmüştür. Bu nedenle kılıf deplasmanları doğru şekilde tahmin edilememiştir. Bu durumu düzeltmek amacıyla kılıf üzerine pasif indükleyici çıkış portu eklenerek tasarım iyileştirmesi sağlanmıştır. Açıklık hesaplamaları kademe 2 uç açıklıklarının mekanik yüklere duyarlı olduğunu göstermiştir. Dönüş kanalı parçasının, motorun hızlanması veya yavaşlaması sırasında çok fazla hareket ettiği görülmüştür. Bu durumu iyileştirmek ve hassasiyeti azaltmak amacıyla tasarım değişiklikleri yapılmıştır. Açıklık hesaplarını ve metotlarını doğrulamak amacıyla gerçek zamanlı kanat uç açıklıkları ölçümü gerçekleştirilmiş ve analitik sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Elde edilen veriler, analitik sonuçların deneysel ölçümlerle iyi bir uyum içinde olduğunu ve açıklıkların ölçüm belirsizliğinin içinde kaldığını göstermektedir.

Özet (Çeviri)

Blade tip clearance has significant effect on compressor performance, operability and rotor-stator integrity. Excessive tip clearances allows a portion of air to flow over blade tip without creating useful work. On the other hand, tight clearances arise rubbing risk between blade and casing. Therefore tip clearances have to be designed carefully during the design phases. Generally, checking only steady state tip clearances is not enough to understand surge margin clearances and rub risk during operation. Transient tip clearance assessment which includes acceleration, deceleration and shutdown part of mission are calculated in order to understand how tip clearances are changing during flight. In this thesis, two stage centrifugal compressor transient blade tip clearances are calculated and optimized to avoid any rub and surge margin reduction. Analytical results show that stage 1 tip clearances are affected from operability vortexes which change metal temperatures at different power level. That's why shroud displacements are not predicted accurately for some portion of the test mission. In order to fix this issue, inducer bleed port is added on shroud as a design improvement. Predictions show that stage 2 tip clearances are sensitive to mechanical loads. It is obtained that return channel component moving too much during the acceleration and deceleration conditions. Therefore, design changes are implemented to reduce sensitivity and improve tip clearances. Analytical results compared with real time tip clearance measurement from the test and results show that analytical data has good agreement with the experimental measurements. Clearances stay within the magnitude of measurement uncertainty.

Benzer Tezler

  1. The effect of tip clearance on KJ-66 rc microjet engine compressor at transonic regime

    Kanat ucu açıklığının KJ-66 mikrojet motoru santrifüj kompressörünün performasına transonik rejimdeki etkisi

    ALPER CAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BAHA ZAFER

  2. Design, analysis and development of a high temperature actuator for gas turbine blade tip clearance control

    Gaz türbini kanat ucu aktif boşluk kontrolü için yüksek sıcaklıklarda çalışacak özgün aktüatör tasarımı, analizi ve geliştirilmesi.

    MUSTAFA BULUT COŞKUN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    Mühendislik BilimleriSabancı Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MAHMUT FARUK AKŞİT

  3. Pervanenin girdap kafes yöntemiyle aerodinamik analizi

    Aerodynamic analysis of a propeller by vortex lattice method

    NİHAN ELMAS BAŞGÜNEY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MAHMUT ADİL YÜKSELEN

  4. Response calculation of rotor blade with finite difference method

    Rotor pali cevabının belirgin sonlu farklar yöntemi ile hesaplanması

    E.ALPER BURAK KÜÇÜKKARAMIKLI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1998

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. Y. KEMAL YILLIKÇI

  5. The effect of blade torsional elasticity on helicopter flight dynamics

    Burulma yönünde elastik palin helikopter uçuş dinamiğine etkisi

    EZGİ AKEL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALTAN KAYRAN