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: Vırgınıa Polytechnıc Instıtute And State Unıversıty
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
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
- Rezervuar heterojenliğinin su öteleme performansı üzerindeki etkileri
Başlık çevirisi yok
TEOMAN TARANCI
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiY.DOÇ.DR. MURAT ZEYBEK
- İ.T.Ü. kampüs alanındaki kayaçların yüzey pürüzlülüğünün görüntü analiz yöntemi ile araştırılması
Başlık çevirisi yok
ERKAN BOZKURTOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUygulamalı Jeoloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MAHİR VARDAR
- Jeoistatistiksel, statik ve kararsız basınç testi verilerine koşullandırılmış heterojen geçirgenlik ve gözeneklilik sahalarının türetilmesi
Generation of porosity and permeability fields conditioned to geostatistical, and pressure transient data
ADİL GÜRKAN CEYHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDURRAHMAN SATMAN
- Katı yakıtlı roketlerde daimi olmayan iç akışlar üzerine bir sayısal inceleme
Başlık çevirisi yok
UĞUR MELİH GÜVEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KADİR KIRKKÖPRÜ
- Benzin motorlarında indirgenmiş kinetik model uygulaması
Reduced chemical kinetic model application to spark ignition engines
CÜNEYT UYKUR
- Gülzar-ı Musıki adlı eserin transkripsiyonu ve bilimsel analizi
The Transcription and scientific analysis of the“Gülzar-ı Musıki”
ÖZATA AYAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Müzikİstanbul Teknik ÜniversitesiTemel Bilimler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEVZAD ATLIĞ