Geri Dön

Design of test mechanism to evaluate thrust and performances in turbojet engines and calculation of turbojet engine efficiency in this test mechanism

Turbojetlerde itki ve performansları değerlendirmek için test mekanizmasının tasarımı ve bu test mekanizmasında turbojet verim hesabı

PDF İndir

  1. Tez No: 951434
  2. Yazar: NURİ UYSAL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. İSMAİL BÖĞREKCİ, PROF. DR. PİNAR DEMIRCIOGLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Uçak Mühendisliği, Mechanical Engineering, Aeronautical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Aydın Adnan Menderes Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 80

Özet

Bu tez, küçük ölçekli turbojet motorlarının itki gücünü, performans parametrelerini ve verimlilik değerlerini ölçmek amacıyla geliştirilen özel bir test düzenini konu almaktadır. Çalışmada hedef, kontrollü bir laboratuvar ortamında tutarlı, güvenilir ve tekrarlanabilir sonuçlar verebilecek; ekonomik, hassas ve verimli bir sistem tasarlamaktır. Test düzeneği, düşük sürtünme için optimize edilmiş doğrusal kızaklı bir platform üzerine yerleştirilmiş iki adet 15 kg kapasiteli yük hücresinden oluşmaktadır. Bu sayede geniş bir çalışma aralığında yüksek hassasiyetle itki ölçümü yapılabilmektedir. Ölçüm verileri, LabVIEW yazılımı ile entegre edilmiş Advantech USB-4711A veri toplama sistemi aracılığıyla gerçek zamanlı olarak kaydedilmektedir. Böylece itki, kompresör çıkış sıcaklığı (T₂), egzoz gazı sıcaklığı (T₄), giriş-çıkış basınçları, hava hızı ve yakıt debisi gibi performans açısından kritik parametreler eş zamanlı olarak izlenebilmektedir. Deneyler, 125.000 devir/dakikaya ulaşabilen JetCat P80 mikro turbojet motoru ile gerçekleştirilmiştir. Maksimum yük koşullarında motor, 97 N itki, 1.305 km/sa egzoz hızı ve 0,275 L/dk yakıt tüketimi değerlerine ulaşmış; bu da 0,15 kg/(N·h) özgül yakıt tüketimi anlamına gelmiştir. Hesaplamalar, kompresör polytropik veriminin %81,6, termal verimin %27,3 ve yanma veriminin %50,1 olduğunu göstermiştir. Deneysel sonuçlar, Brayton açık çevrim modeli ile yapılan teorik hesaplamalarla karşılaştırıldığında, farkın ±%3 içinde kaldığı görülmüştür. Bu da sistemin doğruluğunu ve güvenilirliğini kanıtlamaktadır. Sonuç olarak, geliştirilen test düzeneği; turbojet motorlarının performansını çok boyutlu, ölçeklenebilir ve yüksek doğrulukta değerlendirebilen entegre bir platform sunmaktadır. İtki ölçümü, termal analiz ve verimlilik testlerini tek bir sistemde birleştirmesi sayesinde hem akademik araştırmalarda hem de endüstriyel geliştirme çalışmalarında önemli bir katkı sağlamaktadır. Ayrıca, farklı küçük gaz türbinlerine uyarlanabilir yapısı, kullanım alanlarını daha da genişletmektedir

Özet (Çeviri)

This thesis explains the theoretical concept, engineering design, and experimental practice of a dedicated experimental device that measures thrust output, performance parameters, and efficiency factors of miniature turbojet engines. The aim was to develop an economically sound, accurate, and efficient mechanism to achieve consistent and reliable results in a controlled laboratory environment. Test facility is built upon a linear bearing table that is optimized for low friction, which holds two 15-kg load cells to enable accurate thrust measurement within a very wide operational range. Data capture is done through an Advantech USB-4711A system that is integrated with LabVIEW software, thus enabling real-time display and measurement of several quantities like thrust, compressor outlet temperature (T₂), exhaust gas temperature (T₄), inlet and outlet pressure, air velocity, and fuel mass flow. The arrangement enables simultaneous measurement of key mechanical, thermal, and fluid dynamic quantities that are relevant to performance characterization. Experimental studies were performed with a JetCat P80 micro turbojet engine, which achieved rotational speeds of 125,000 rpm. In a condition of maximum loading, 97 N of thrust was achieved together with an exhaust-gas velocity of 1,305 km/h and a fuel consumption velocity of 0.275 L/min, which corresponded to specific fuel consumption (SFC) of 0.15 kg/(N·h). Polytrophic compressor efficiency was equal to 81.6 %, thermal compressor efficiency was 27.3 %, and combustion efficiency was 50.1 %. Comparison of results derived experimentally with theoretically calculated estimations, based on the Brayton open cycle model, showed differences within ±3 %, thus confirming reliability and accuracy of constructed test equipment. The study provides evidence that the proposed test rig ensures that turbojet performance is assessable in a scalable, accurate, and multidimensional manner. Its characteristics combine thrust measurement, thermal investigation, and efficiency testing within an integrated experimental setup makes it valuable for research purposes, boosting propulsion system performance, and optimizing components. Additionally, its hybrid platform nature that makes it useful across different small gas turbines further increases its applicability in academic and industrial environments.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    855254

    Ballistically launchable shape shifting 3D printed multi-rotor unmanned aerial vehicle design and foldable arms analysis

    Balistik olarak fırlatılabilir şekil değiştiren 3B baskılı çok rotorlu insansız hava aracı tasarımı ve katlanabilir kolların analizi

    MEHMET ZEKİ PAŞAOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ KAAN YILDIZ

  2. Tez No

    363668

    Biyolojik sistemlerden esinlenilmiş, atımlı jet itme sistemine sahip bir su altı aracının kavramsal dizaynı ve itme veriminin sayısal değerlendirmesi

    Conceptual design of a biologically inspired pulsed-jet underwater vehicle and numerical evaluation of propulsive efficiency

    MUSTAFA KEMAL ÖZALP

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi ve Deniz Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDİ KÜKNER

  3. Tez No

    964700

    Blokzincir tabanlı ıot sağlık platformu ile hasta verilerinin güvenli paylaşımı ve izlenmesi

    Secure sharing and monitoring of patient data through a blockchain-based iot healthcare platform

    GALAL ABDULRAHEEM ALI AHMED

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya Üniversitesi

    Bilgisayar ve Bilişim Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÜNAL ÇAVUŞOĞLU

  4. Tez No

    711460

    Computational Intelligence Methods: Generic Interpretations, Optimization and Application

    Hesapsal Yapay Zeka Metotları: Yorumlar, Eniyileme ve Uygulama

    İLYAS EMİNOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2003

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiThe University of Sheffield

    Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DEREK A. LINKENS

  5. Tez No

    384993

    Design and performance evaluations of the propeller of a UAV

    İnsansız hava aracı pervanesinin tasarım ve performans değerlendirmeleri

    MURAT BAĞÇE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET HALUK AKSEL

    YRD. DOÇ. DR. ALİ RUHŞEN ÇETE

Geri Dön