Bir gaz türbininin çalışma şartlarındaki kanat tabii frekansının ve uygun nozul sayısının tayini
Define of blade natural frequency and proper nozzle number of a gas turbine in working conditions
- Tez No: 958253
- Danışmanlar: PROF. OSMAN KOPMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Türbin kanadı, Doğal frekans, merkezkaç kuvvet, Turbine blade, Natural frequency, centrifugal force, geometrical stiffening
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Dinamiği, Titreşimi ve Akustiği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yüksek sıcaklık ve yüksek devirde çalışan türbin kanatlarının doğal frekansları yüksüz durumdaki kanat doğal frekanslarına göre farklılık gösterir. Türbin kanadındaki yüksek sıcaklık malzeme özelliklerine doğrudan etki etmektedir. Ayrıca türbinin rotasyon hızından kaynaklanan merkezkaç kuvvetler kanatta çeki gerilmesi oluştururken, akışkan basıncı kanat üzerinde eğilme gerilmesine sebep olmaktadır. Çeki gerilmesi ve eğilme gerilmesine maruz kalan türbin kanadı üzerinde deformasyon oluşmaktadır. Bu deformasyonlar ve malzemenin sıcaklığa bağlı davranışı, kanat doğal frekanslarında değişikliğe neden olur. Türbin kanadının doğal frekans tayini yapılırken sonlu elemanlar analiz metodundan istifade edilmiştir. Bu kapsamda yapılan çalışmalar ANSYS Sonlu elemanlar analiz programında gerçekleştirilmiştir. Kanadın çalışma koşulundaki doğal frekans tayini için ön gerilmeli modal analiz gerçekleştirilmiştir. Bu analiz metodunda ilk olarak kanadın gerilme ve deformasyon tayini yapılmıştır. Elde edilen gerilme ve deformasyon sonuçları modal analizde girdi olarak kullanılmıştır. Böylece çalışma esnasındaki deformasyonların etkisi modal analize eklenmiştir. Bu tezde incelenen yüklü kanadın birinci doğal frekansının yüksüz duruma göre Inconel 718 için %9,6 ve Inconel 738 Lc için %5,6 mertebesinde daha düşük olduğu bulunmuştur. Birinci doğal frekansta meydana gelen bu düşüş türbin nozul tasarımında önem arz etmektedir.
Özet (Çeviri)
The natural frequencies of the turbine blade operating at high temperature and high speed differ from the natural frequencies of the unloaded blade. The high temperature directly affects the material properties of turbine blades. In addition, the centrifugal forces due to rotation at very high speeds cause tensile stresses, which is called geometrical stiffening in the literature, while the fluid pressure generates bending stresses on the blade. Subject to this combined loading, i.e. bending + axial stresses, the blade undergoes some deformations. These three factors, high temperature, geometrical stiffening and bending, influence natural frequencies of the blade. In a finite element software, the ANSYS, a pre-stressed modal analysis was carried out to determine the natural frequencies of the turbine blade. Analyses show that natural frequencies under operating conditions become lower than those found in the unloaded case. Especially, the first natural frequency is as much as 9.6% for Inconel 718 and 5.6% for Inconel 738 LC smaller than that of unloaded cases, which is an important factor in turbine nozzle design.
Benzer Tezler
- F sınıfı gaz turbini kompressor kanadının yapısal ve termal analizinin yapılması
Structural and thermal analysis of F class gas turbine compressor blade
MUSTAFA GERENGİ
- Gaz türbini motorlarının (GTM) test standında ve yer çalıştırmasında diagnostik amaçlı izlenmesi ve değerlendirilmesi
The Monitoring and evaluation of gas turbine engines (APU) for diagnostic purposes at test stand and ground service
MEHMET AYAZ
- Gaz türbini motor prototipinde yer alan statik parçaların dinamik davranışının modellenmesi
Modeling of the dynamic behavior of static parts in the gas turbine engine prototype
BURCU SARIGÜL GÜLLE
- Metan ve metan-hidrojen karışımı yakıtların kullanıldığı gaz türbinlerinde yanmanın ve azot oksit oluşumunun modellenmesi
Modelling of combustion and nitrogen oxide formation in gas turbines using methane and methane-hydrogen blend fuels
MURAT GÖKÇEK
- Parabolik kollektörlü organik rankine çevriminin Isparta şartlarında incelenmesi
Analysis of organic rankine cycle with solar panel in terms of Isparta
AHMET ÖZDEMİR
