The numerical investigation of the effects of sand ingestion on compressor blade erosion
Kum Yutulmasının Kompresör Kanat Erozyonuna Etkisinin Sayısal Olarak İncelenmesi
- Tez No: 918398
- Danışmanlar: DR. LUCA MASSA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Virginia Polytechnic Institute and State University
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 90
Özet
Uçak motorlarının performansı, çeşitli koşullar altında çalışırken havaya karışan yabancı parçacıkların çeşitliliğinden önemli ölçüde etkilenebilir. Özellikle kumlu veya tozlu koşullarda çalışan uçak motorları, uçak motorunun yüksek sıcaklıkta çalışan bileşenleri üzerinde yabancı parçacık birikmesi veya kompresör ve türbin kanatlarında meydana gelen erozyon nedeniyle parçacık yüklü akışa maruz kaldıktan birkaç dakika sonra arızalanabilir. Bu nedenlerden dolayı bu yüksek lisans tezinde kum alımının türbin ve kompresör kanatlarında oluşabilecek erozyona etkisi incelenmiştir. Bu yüksek lisans tezinde, M250 turboşaft motorunun kompresör kanatlarında kum alımının erozyona etkisi sayısal yöntemler yardımıyla araştırılacaktır. Bu çalışmada, çok fazlı akış problemini sonlu kontrol yöntemleri ve Euler-Lagrange çerçevesi açısından çözmek için OpenFOAM yazılımını kullandık. Başlangıç kum dağılım koşulları Olshefski, K. T. (2023) tarafından yazılan doktora tezinden alınmıştır. Kompresör kanadı NACA 6510 profil şekline sahip, kiriş uzunluğu 63 mm olan 2D olarak modellenmiştir. Sonuçlar, kompresörün ön kenarı ve emme tarafının, yani kompresörün üst yarısının, arka kenar ve basınç tarafına kıyasla daha fazla aşındığını göstermektedir. Sonuçlar aynı zamanda kum partikülü dağılımı üniform olmadığında en fazla aşınan bölgenin firar kenarına doğru kaydığını da göstermektedir. Ayrıca değişen hücum açıları için erozyonun meydana geldiği bölge periyodik olarak değişmektedir. Hücum açısı arttıkça aşınmış bölgenin firar kenarına doğru kaydığını, ancak hücum açısı arttırılmaya devam edildiğinde aşınmış bölgenin tekrar hücum kenarına doğru kaydığını gözlemledik. Sonuç olarak, kum taneciği yükünün üniform olmaması, aşınmış bölgelerin belirlenmesinde güçlü bir etkiye sahiptir. Ayrıca hücum açısının değişimi hem aşınmış bölgelerin belirlenmesinde hem de aşınmış malzeme miktarında büyük rol oynamaktadır.
Özet (Çeviri)
The performance of aircraft engines can be significantly affected by the variety of foreign particles that are mixed into the air while operating under miscellaneous conditions. In particular, aircraft engines that operate in sandy or dusty conditions may fail within minutes of exposure to particle-laden flow due to foreign particle deposition on hot section components or erosion occurring on the compressor and turbine blades. For these reasons, the effect of sand ingestion on erosion, which may occur in the turbine and compressor blades, was studied in this master's thesis. In this master's thesis, the effect of sand ingestion on erosion on the M250 turboshaft engine's compressor blades will be investigated with the aid of numerical methods. In this study, we used the OpenFOAM software to solve the multiphase flow problem from the standpoint of finite control methods and the Eulerian-Lagrangian framework. The initial sand distribution conditions were taken from the Ph.D. thesis written by Olshefski, K. T. (2023) [1]. The compressor blade was modeled as 2D, which has a NACA 6510 profile shape, with a chord length of 63 mm. The results show that the leading edge and the suction side of the compressor, i.e. the upper half of the compressor, eroded more compared to the trailing edge, and the pressure side. Results also show that as the sand particle distribution becomes non-uniform the most eroded region shifts toward the trailing edge. In addition, for varying angles of attack, the region where the erosion occurs alters periodically. We observed that as the angle of attack increases, the eroded region shifts toward the trailing edge, but when the angle of attack is kept increasing the eroded region shifts back to the leading edge again. In conclusion, the non-uniformity of sand particle loading has a strong effect on the determination of the eroded regions. Furthermore, the variation of the angle of attack has a huge role in both the determination of eroded regions and the amount of eroded material.
Benzer Tezler
- Kıyı yenileme çalışmalarının genel karakteristiklerinin araştırılması
Investigation of general characteristics of beach nourishment
EBRU BAĞCIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
İnşaat MühendisliğiBalıkesir Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EMEL İRTEM
- Jet grouting, enjeksiyon ve taş kolon uygulamalarının taşıma gücü ve oturma davranışlarının sayısal yöntemlerle karşılaştırılması
Comparison of jet grouting, cement grouting and stone column applications with numerical methods in terms of bearing capacity and total settlement
MUSTAFA ATICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BERRAK TEYMÜR
- Egzoz sistemlerinde sıcaklık sensörü ölçüm doğruluğunun ve katalist sıcaklığının incelenmesi
Temperature sensor measurement accuracy and catalyst temperature investigation for automotive exhaust systems
MUSTAFA BAHADIR HERGENÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MURAT ÇAKAN
- Marmaray Yenikapı-Yedikule arası tünellerinde ortam koşullarından kaynaklanan problemlerin analizi
Analysis of problems arising from enviromental conditions in the Marmaray tunnels between Yenikapı-Yedikule
SÜHA ABIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YILMAZ MAHMUTOĞLU
- Çeşitli deniz boyalarında yüzey pürüzlülüğünün gemi direncine etkilerinin sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of the effect of surface roughness on ship resistance due to marine paints
UTKU CEM KARABULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BARIŞ BARLAS
DR. ÖĞR. ÜYESİ YAVUZ HAKAN ÖZDEMİR