Farklı yakıt kombinasyonlarında ve çalışma şartlarında roket motoru geometrisi tasarımı, ısı ve akış analizi
Rocket engine geometry design, heat and flow analysis in different fuel combinations and operating conditions
- Tez No: 912558
- Danışmanlar: PROF. DR. İBRAHİM UZUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kırıkkale Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
Sıvı yakıtlı roket motorları, genellikle bir yakıt ve bir oksitleyici kullanarak çalışır. Bu bileşenler yanma odasında birleşerek yüksek sıcaklık ve basınçta gaz üretimiyle itki kuvvetini sağlamaktadırlar. Motor tasarımında, yakıt ve oksitleyicinin etkili bir şekilde yanması için uygun geometrik yapı, uygun ısı yönetimi ve doğru akış analizi kritik öneme sahiptir. Yüksek sıcaklıklar ve akışkan dinamiği, motorun performansını ve güvenliğini doğrudan etkiler; bu nedenle, motor tasarımında ısıya dayanıklı malzeme ve etkili soğutma sistemleri kullanılmaktadır. Bu çalışmada, farklı yakıt kombinasyonlarında sıvı yakıtlı roket motorlarının Rocket Propulsion Analysis (RPA) programı yardımı ile geometrik tasarımı gerçekleştirilmiştir. Sıvı Oksijen-Sıvı Hidrojen, Rafine Petrol 1-Sıvı Oksijen ve Metan-Sıvı Oksijen olmak üzere 3 çeşit sıvı yakıt çiftleri için çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Daha sonra ANSYS programı aracılığı ile ısı ve akış analizleri gerçekleştirilerek sıcaklık, duvar ısı iletimi ve türbülans kinetik enerjisi gibi parametreler incelenmiştir. Gerçekleştirilen çalışmalar doğrultusunda sıcaklık analizlerinin RPA programında yer alan veriler ile uyuştuğu saptanmıştır. Çalışma kapsamında gerçekleştirilen analizlerde 100 iterasyonda artık analiz grafiği, sıcaklık değişimleri, türbülans kinetik enerji değeri ve duvar ısı geçişi değerleri incelenmiştir. Gerçekleştirilen RPA analizlerinde en yüksek sıcaklık değeri Sıvı Hidrojen-Sıvı Oksijen yakıt çiftinde 3287,8789 K olarak hesaplanmıştır. En düşük sıcaklık değeri ise roket yanma odasında Metan-Sıvı Oksijen yakıt çifti için 2849.9858 K olarak saptanmıştır.
Özet (Çeviri)
Liquid-fueled rocket engines typically operate using a fuel and an oxidizer; these components combine in the combustion chamber to produce high-temperature gases that generate thrust. In the design of the engine, an appropriate geometric structure, heat management, and flow analysis are crucial for the effective combustion of the fuel and oxidizer. High temperatures and fluid dynamics directly affect the engine's performance and safety; therefore, heat-resistant materials and effective cooling systems are used during engine design. In this study, the geometric design of liquid-fueled rocket engines with different fuel combinations was performed using the Rocket Propulsion Analysis (RPA) program. Three types of liquid fuel pairs were studied: Liquid Oxygen-Liquid Hydrogen, Refined Petroleum 1-Liquid Oxygen, and Methane-Liquid Oxygen. Then, heat and flow analyses were conducted using the ANSYS program to examine parameters such as temperature, wall heat transfer, and turbulence kinetic energy. It was found that the temperature analyses were consistent with the data in the RPA program. In the analyses conducted, the analysis graph of residuals, temperature variations, turbulence kinetic energy values, and wall heat transfer values were examined over 100 iterations. The highest temperature value calculated in the RPA analysis was found to be 3287.8789 K for the Liquid Hydrogen-Liquid Oxygen fuel pair. The lowest temperature value, 2849.9858 K, was found for the combustion chamber with the Methane-Liquid Oxygen fuel pair.
Benzer Tezler
- Numerical and experimental study of turbulent jet ignition method on wankel engine with passive pre-chamber
Türbülanslı jet tutuşturma yönteminin wankel motorunda pasif ön yanma odası ile numerik ve deneysel çalışması
HARUN DİLLİCE
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR
- Investigation of fuel sloshing in an aircraft wing fuel tank using ANN and CFD
Bir uçak kanat yakıt deposunda yakıt çalkantısının YSA ve HAD kullanılarak incelenmesi
KEREM KARAHAN
Doktora
İngilizce
2025
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
- Kanat gövde etkileşiminin panel yöntemlerle incelenmesi
Investigation of wing and body interference using panel methods
ERAY KOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT ADİL YÜKSELEN
- An experimental study of shock wave/boundary layer interactions in supersonic inlets
Sesüstü hava alıklarında şok dalgası sınır tabakası etkileşiminin deneysel incelenmesi
SERDAR SEÇKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KEMAL BÜLENT YÜCEİL
- Concept and construction design of a freight wagon bogie frame with variable axle distance
Değiştirilebilir aks açıklığı olan bir yük vagonu boji karkası konsept ve taşıyıcı konstrüksiyon tasarımı
VOLKAN İGDE
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMİN SÜNBÜLOĞLU