Fuel grain modeling and optimization for hybrid propulsion systems using additive manufacturing
Hibrit itki sistemleri için eklemeli imalat kullanılarak katı yakıt optimizasyonu ve modellenmesi
- Tez No: 816509
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA ARİF KARABEYOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 97
Özet
Son yıllarda hibrit itki sistemleri, geleneksel katı ve sıvı roket motorlarına göre daha güvenli ve ekonomik bir alternatif sunma potansiyeli sayesinde büyük ilgi toplamıştır. Bu sistemlerin önemli bir bileşeni olan katı yakıt, itki sisteminin performansı ve verimliliği açısından hayati bir rol oynamaktadır. Ancak, hibrit itki sistemlerinin pratik geçerliliği yavaş yanma hızları yüzünden engellenmektedir. Bu tez eklemeli imalatın kullanımıyla hibrit roket yakıtlarında yanma hızlarının arttırılmasına odaklanmaktadır. Parafin veya HTPB gibi geleneksel yakıtlara kıyasla, Akrilonitril Bütadien Stiren (ABS) daha yavaş yanma hızına sahip olduğundan dolayı bu çalışma için umut vadeden bir yakıttır. Eklemeli imalat, geleneksel imalat teknikleriyle önceden üretilemeyen karmaşık geometrilerin üretimine olanak tanır. Bu çalışma, farklı yoğunluklardaki ızgara dolgu yapısının ABS yakıt performansı üzerindeki etkisini araştırmaktadır. Tek delikli ve \%70, \%90 ve \%100 doluluk oranlarına sahip katı yakıtlar 3B yazıcı kullanılarak üretildi. Küçük ölçekli bir test düzeneğinde, nitröz oksit kullanılarak statik ateşleme testlerı yapıldı. Test sonuçları yakıtların içinde daha düşük dolgu oranlarının kullanılmasının yanma hızını önemli ölçüde artırdığını ve aynı zamanda yanma stabilitesini ve yapı bütünlüğünü koruduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Hybrid propulsion systems have garnered significant interest in recent years due to their potential to offer a safer and cheaper alternative to traditional solid and liquid rocket engines. A key component of these systems is the fuel grain, which plays a vital role in the performance and efficiency of the propulsion system. However, the practical feasibility of hybrid propulsion has been hindered by the low regression rates. This thesis focuses on the improvement of regression rates in hybrid rocket fuel grains through the utilization of additive manufacturing. Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) exhibits a lower regression rate than conventional fuels like paraffin or HTPB, making it a promising candidate for this study. Additive manufacturing allows the production of complex geometries that were previously unattainable with traditional manufacturing techniques. This study explores the impact of the grid infill structure with different densities on the performance of ABS fuel grains. Single port fuel grains with infill densities of 70\%, 90\%, and 100\% are fabricated using a 3D printer. A small-scale test setup was employed for the static fire tests of the fuel grains with nitrous oxide. The test results show that utilizing a lower infill ratio inside the fuel grain increases the regression rate significantly while ensuring combustion stability and structural integrity.
Benzer Tezler
- Experimental combustion analysis of diesel engine
Dizel içten yanmalı motorlarda yanmanın deneysel incelenmesi
TOLGAHAN KAYA
Doktora
İngilizce
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN AKIN KUTLAR
DR. ÖZGÜR OĞUZ TAŞKIRAN
- CO2 yakalayıcı sorbent olarak Li4SiO4 tozlarının yanma sentezi ile üretimi ve SPS ile sinterlenmesi
Production of Li4SiO4 as CO2 capture sorbent by combustion synthesis and its sintering with SPS
KAĞAN BENZEŞİK
Doktora
Türkçe
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
- Dizel motorların modellenmesi,modele dayalı hava yolu ve emisyon kontrolörü geliştirilmesi / uygulanması
Modeling of diesel engines, development and application of model based airpath and emission controllers
BÜLENT ÜNVER
Doktora
Türkçe
2013
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN GÖKAŞAN
PROF. DR. SETA BOGOSYAN
- Traffic and mobility aware delay modeling for software-defined networks (SDN)
Yazılım tanımlı ağlar için trafik ve hareket duyarlı gecikme modeli
MÜGE ÖZÇEVİK
Doktora
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BERK CANBERK
- Bir ticari motorun zamanlama dişlilerinin iyileştirilmesi
Optimization of timing gears of a commercial engine
İLKER ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. HACI MUSTAFA ÖZKIRIM