Tek kademeli eksenel akışlı türbin dizaynı
Single stage axial turbine design
- Tez No: 960371
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DOĞUŞ ÖZKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Eksenel akışlı türbin, tek kademeli türbin, aerodinamik tasarım, yapısal analiz, sonlu elemanlar yöntemi, türbin optimizasyonu, Axial flow turbine, single-stage turbine, aerodynamic design, structural analysis, finite element method, turbine optimization
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Milli Savunma Üniversitesi
- Enstitü: Atatürk Stratejik Araştırmalar ve Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
Bu çalışmada, makine mühendisliği disiplini çerçevesinde, tek kademeli eksenel akışlı bir türbinin aerodinamik ve yapısal tasarımı çalışılmıştır. Araştırmanın temel amacı, belirlenen tasarım parametreleri doğrultusunda yüksek verim, optimum mekanik iş üretimi ve yapısal bütünlük kriterlerini sağlayan bir türbin geliştirmektir. Çalışma kapsamında öncelikle literatür taraması yapılarak gaz türbini ve sistem parçalarına, eksenel türbin tasarımında kullanılan temel prensipler, kayıp mekanizmaları ve performans parametreleri analiz edilmiştir. Ardından, termodinamik çevrim koşulları doğrultusunda türbin giriş ve çıkış akış parametreleri belirlenmiş, kanat geometrileri tasarlanmıştır. Aerodinamik tasarım süreci, klasik 2-boyutlu kanat kesiti analizlerinin ardından, 3-boyutlu akış simülasyonları ile optimize edilmiş; kanat profilinde oluşabilecek sınır tabaka kalınlaşması ve akış ayrılması gibi olumsuz etkiler minimize edilmiştir. Yapısal analizler kapsamında ise kanatların santrifüj kuvvetleri, termal gerilmeleri ve dinamik yükler altındaki davranışları sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak değerlendirilmiştir. Analiz sonuçlarına göre, optimize edilen türbin kademesinin toplam basınç kaybı düşük, mekanik dayanımı ise ilgili standartlar çerçevesinde yeterli bulunmuştur. Bu tez, tek kademeli eksenel akışlı türbin tasarımında aerodinamik performans ve mekanik güvenilirlik arasında optimum bir denge kurulmasına yönelik kapsamlı bir yaklaşım sunmaktadır. Çalışmanın çıktıları, özellikle havacılık ve enerji üretim uygulamalarında küçük ve orta ölçekli türbinlerin geliştirilmesine katkı sağlayacağı değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the aerodynamic and structural design of a single-stage axial flow turbine was conducted within the scope of mechanical engineering. The primary objective of the research is to develop a turbine stage that achieves high efficiency, optimal specific work output, and structural integrity according to the predefined design parameters. Initially, a comprehensive literature review was performed to analyze the fundamental principles, loss mechanisms, and performance parameters associated with axial turbine design. Subsequently, based on the thermodynamic cycle conditions, turbine inlet and outlet flow parameters were determined, and the blade geometries were designed. The aerodynamic design process began with two-dimensional blade section analyses and was further optimized through three-dimensional flow simulations. Potential adverse effects, such as boundary layer thickening and flow separation, were minimized. For structural evaluations, centrifugal forces, thermal stresses, and dynamic loads acting on the blades were analyzed using the finite element method. According to the analysis results, the optimized turbine stage demonstrated low total pressure loss and sufficient mechanical strength within the relevant standards. This thesis presents a comprehensive approach to achieving an optimal balance between aerodynamic performance and mechanical reliability in the design of a single-stage axial flow turbine. The outcomes of this study aim to contribute to the development of small- and medium-scale turbine systems, particularly in aerospace and energy generation applications.
Benzer Tezler
- Optimum blade design and numerical analysis for single stage axial turbines
Tek kademeli eksenel türbinler için optimum kanat tasarımı ve sayısal analizi
İBRAHİM ZENGİN
Doktora
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BEYTULLAH ERDOĞAN
PROF. DR. HABİL ALİ CEMAL BENİM
- Design of an intelligent boost pressure controller for a series sequential turbocharged diesel engine
Seri bağlı aşırı doldurma sistemine sahip dizel motorlar için akıllı manifold basıncı kontrolcüsü tasarımı
MUSTAFA ENGİN EMEKLİ
Doktora
İngilizce
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLİN AKSUN GÜVENÇ
- Numerical aeroacoustics investigation of the effect of axial gap length between the rotor and stator of a transonic compressor stage
Transonik kompresörlerdeki rotor ve stator arası eksenel boşluk mesafesinin akustik etkisinin incelemesi
BORA YAZGAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERKAN AYDER
- Ağaç şekilli dal kanallı zıt ve paralel akışlı ısı değiştiricisinin ısı transferi ve akış karakteristiklerinin incelenmesi
Tree shaped by bifurcation channels parallel and counter flow of heat exchanger heat transfer and flow investigation characteristics
ALPEREN BUĞRA ÇOLAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSAK KOTCİOĞLU
- Farklı irtifalara göre tasarlanmış aerospike lülelerin çeşitli irtifalarda performans karşılaştırması
Designed for different altitudes at various altitude of aerospike nozzles performance comparison
BARTU AKMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDIN MISIRLIOĞLU